WO2021039892A1 - 医療用炭酸カルシウム組成物、および関連医療用組成物、ならびにこれらの製造方法 - Google Patents

医療用炭酸カルシウム組成物、および関連医療用組成物、ならびにこれらの製造方法 Download PDF

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邦夫 石川
寛治 都留
力 戸井田
中島 康晴
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邦夫 石川
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Definitions

  • the present invention relates to a medical composition and a method for producing the same.
  • a medical calcium carbonate composition to be embedded in a living body a scaffold for cell culture used in vitro, a medical calcium sulfate curable composition related to the composition, and a medical calcium phosphate composition.
  • Medical calcium hydroxide compositions, bone defect reconstruction treatment kits, and methods for their manufacture More specifically, medical calcium carbonate compositions and related medical compositions that highly satisfy 1) tissue affinity, 2) in vivo absorbability, 3) reactivity, and 4) mechanical strength, and their components. Regarding the manufacturing method.
  • the skeletal composition of invertebrates is calcium carbonate
  • the skeletal composition of vertebrates is calcium carbonate, which is a type of calcium phosphate in which a phosphoric acid component is added to calcium carbonate.
  • Calcium carbonate has been studied as a bone filling material, and calcium phosphate containing carbonate apatite, calcium sulfate and the like have been clinically applied as a bone filling material.
  • tissue affinity Medical compositions such as bone filling materials have different required properties from industrial compositions, and the reaction in the living body is the most important. Implantation of powder in the body induces an inflammatory reaction. Therefore, the medical composition implanted in the living body is required to have a certain volume or more from the viewpoint of tissue affinity.
  • Antibacterial properties may be required from the viewpoint of infection prevention. Since it is a medical composition, it is also essential that it is substantially pure.
  • a medical calcium carbonate compound and related medical compositions may be expected to be absorbed in vivo and replaced with a desired tissue. Tissue replacement requires both material absorption and tissue regeneration. Calcium carbonate and some calcium phosphate are absorbed by osteoclasts and the like, but in order to be absorbed, it is necessary that they do not contain materials that are not absorbed in the living body.
  • the medical calcium carbonate composition may be desired to have excellent tissue reactivity such as tissue replacement in vivo, or may be desired to have chemical reactivity.
  • the medical calcium carbonate composition is not only expected as a bone filling material, but also useful as a precursor in the production of a medical calcium phosphate composition such as a medical carbonate apatite composition.
  • a calcium carbonate block when a calcium carbonate block is immersed in an aqueous phosphate solution, the composition becomes carbonate apatite while maintaining the macro shape by a dissolution-precipitation reaction, and a carbonate apatite block can be produced (Patent Document 1).
  • the dissolution-precipitation reaction proceeds from the surface of the calcium carbonate block, in the case of a large calcium carbonate block or a low-reactivity calcium carbonate block, the composition is not completely converted to carbonate apatite or the like, and the core becomes May remain. Therefore, a highly reactive medical calcium carbonate composition and a production method for accelerating the application of a phosphoric acid component are desired.
  • the reactivity of the calcium carbonate composition is greatly influenced not only by the composition and polymorphism but also by the structure.
  • the communicating porous body is a preferable structure because cells and tissues are migrated inside. Macro-stomata of a certain size or larger are required for cell or tissue migration, but smaller-sized micro-stomata are also important when tissue replacement is expected. (Mechanical strength) Generally, it is desirable that there are many macropores and micropores, but as the porosity increases, the mechanical strength decreases. Therefore, the balance between porosity and mechanical strength is important.
  • a medical calcium phosphate composition produced from a medical calcium carbonate composition a medical calcium hydroxide composition necessary for producing a medical calcium carbonate composition, a medical calcium sulfate composition, and a kit for treating bone defect reconstruction are also related. It is important as a medical composition.
  • Vaterite is a metastable phase and is highly reactive not only as compared with calcite which is a stable phase but also as compared with aragonite which is a metastable phase, and is extremely preferable as a medical calcium carbonate composition. So far, there has been no medical vaterite composition containing 20% by mass or more of vaterite and having a volume of 10-12 m 3 or more. Regarding batterite powder, a method of adding a divalent cation other than calcium to delay the transfer to calcite when calcium carbonate is produced by an aqueous reaction of a water-soluble calcium salt and a carbonate (Patent Documents 2 and 3).
  • Patent Documents 4 and 5 A method of controlling the Ca concentration, temperature, and pH of the slurry when carbonating calcium chloride or calcium nitrate (Patent Documents 4 and 5), O / consisting of a continuous aqueous phase in which calcium ions are dissolved and an organic phase.
  • Patent Document 6 A method of allowing the W emulsion to pass through a porous membrane and then reacting with an aqueous solution containing carbonate ions (Patent Document 6), and a method of introducing carbon dioxide into an alcohol-water mixed suspension solution of calcium hydroxide (Patent Document 7).
  • Non-Patent Document 1 A method of adding an alkylamine salt-type surfactant (Non-Patent Document 1), a method of adding an organic substance such as ethylene glycol (Non-Patent Document 2), and the like.
  • powder cannot be used because it induces an inflammatory reaction in vivo.
  • the present inventor has found a method for producing calcite granules containing 17% by mass of vaterite by immersing calcium sulfate anhydrate granules in 50 mL of a 2 molar aqueous sodium carbonate solution at 4 ° C. for 14 days.
  • the content of vaterite was 17% by mass (Patent Document 8).
  • Patent Document 8 it is considered that "it is essential to keep the electrolyte temperature at 10 ° C. or lower when producing a product inorganic compound containing calcium carbonate containing vaterite".
  • Patent Document 8 That is, there is no known medical calcium carbonate composition containing 20% by mass or more of vaterite that satisfies all the conditions of the above-mentioned medical calcium carbonate composition, and a method for producing the same. Further, a method for producing vaterite at a temperature exceeding 10 ° C. has not been known. That is, no medical material having a certain size or larger, which highly suppresses the formation of calcite and contains 20% by mass or more of vaterite, has been known. Naturally, no sintered body containing vaterite is known.
  • Communicating porous is effective in increasing the apparent reactivity of the medical calcium carbonate composition.
  • a core may remain if it is a dense body, or a long production time may be required, but even if it is a continuous porous body having the same volume.
  • a medical calcium phosphate composition can be produced in a short production time. If it is a communicating porous body, it is possible to allow cells and tissues to invade the inside. For example, in the case of carbonated apatite communicating porous body, bone replacement is dramatically promoted.
  • Patent Document 10 A method for easily producing a body has been proposed (Patent Document 10). In this manufacturing method, communication holes are formed, but the reactivity is inferior because the large pores of several hundred microns to 1 mm or more are sintered and the wall thickness is thick. Further, since it foams to form pores, the reproducibility is poor.
  • a calcium carbonate porous sintered body cannot be obtained in the first place. Further, a bone filling material to which potassium or lithium is added is not preferable.
  • a calcium carbonate porous sintered body can be produced by adding a sintering aid or using high-purity calcium carbonate, but its mechanical strength is low and its clinical practicality is poor. Further, in degreasing when producing a ceramic porous body using the heat-melted resin beads as a pore-forming material, the temperature is raised at a heating rate of 30 ° C./hour or more until the decomposition start temperature of the heat-melted resin beads or more.
  • Patent Document 11 A degreasing method for producing a porous ceramic body is proposed (Patent Document 11). Although it is useful in thermally stable ceramics such as alumina, its usefulness in ceramics that decompose at high temperatures such as calcium carbonate is limited, and in medical compositions that are expected to have high reactivity, A more advanced degreasing method is needed.
  • the method of mixing the pore-forming material and the raw material ceramic can accurately adjust the pore size, but it is necessary to introduce a relatively large amount of pore-forming material in order to form a communicating porous body, and as the porosity increases, Since the mechanical strength of the produced ceramic porous body is significantly reduced, it is necessary to introduce an appropriate pore-forming material.
  • the present inventor extrudes calcium hydroxide containing a polymer material through a honeycomb structure forming mold to degrease the polymer material and then carry out a carbonation treatment or a polymer.
  • a method for producing a calcium carbonate honeycomb structure by simultaneously performing degreasing and carbonation treatment of a material (Patent Document 12). It also discloses that a carbonate apatite honeycomb structure can be produced by adding a phosphoric acid component to the calcium carbonate honeycomb structure of the present invention.
  • the calcium carbonate honeycomb structure and the carbonate apatite honeycomb structure exhibited bone conductivity and exhibited excellent properties such as highly oriented bone in the through-hole direction.
  • the calcium carbonate honeycomb structure disclosed in Example 1 (Comparative Example 7 of the present specification) of Patent Document 12 contained 1.2% by mass of an acid-dissolved residue. Further, the carbonate apatite honeycomb structure produced by imparting a phosphoric acid component to the calcium carbonate honeycomb structure (Example 11 of Patent Document 12) also contained 1.2% by mass of an acid dissolution residue. At that time, these acid-dissolved residues were not always predicted to affect long-term tissue affinity, even if they caused coloration. In fact, even in the carbonated apatite honeycomb structure containing 1.2% by mass of the acid-dissolved residue, constant bone conductivity and excellent tissue affinity were confirmed.
  • the subject of the present invention is a medical calcium carbonate composition that highly satisfies 1) tissue affinity, 2) in vivo absorbability, 3) reactivity, and 4) mechanical strength, and medical treatment related to the composition.
  • a calcium sulfate curable composition for medical use a calcium phosphate composition for medical use, a calcium hydroxide composition for medical use, a kit for treating bone defect reconstruction, and a method for producing the same.
  • the present inventor has produced a medical calcium carbonate composition that highly satisfies 1) tissue affinity, 2) in vivo absorbability, 3) reactivity, and 4) mechanical strength.
  • a medical calcium sulfate hemihydrate composition a medical calcium phosphate composition, a medical calcium hydroxide composition, a kit for treating bone defect reconstruction, and a method for producing the same, and have found that the present invention can be provided. It came to be completed.
  • a medical calcium carbonate composition which satisfies all of the following conditions (A) to (C) and at least one condition selected from the group (D) to (K).
  • A) The volume is 10-12 m 3 or more.
  • B) The acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • E A honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction, and in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method, the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is 0.
  • the pore volume of the bonded porous body of 10 ⁇ m or less is 0.05 cm 3 / g or more.
  • G A pore-accumulated porous body in which a plurality of pores having a maximum diameter length of 50 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less are accumulated in the entire medical composition and do not contain pores having a maximum diameter length of 800 ⁇ m or more.
  • the pore volume of the pore-accumulated porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method is 0.05 cm 3 / g or more.
  • H In the measurement by the mercury intrusion method, the ratio of the pore volume having a pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume having a pore diameter of 6 ⁇ m or less is 10% or more.
  • I The maximum compressive strength obtained in either direction is equal to or higher than the reference compressive strength [S] calculated by the following formula (however, it is a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction.
  • the mercury intrusion method measurement excludes those having a pore diameter of 10 ⁇ m or less and a pore volume of 0.02 cm 3 / g or less with respect to the mass of the honeycomb structure).
  • S S 0 ⁇ C ⁇ exp ( ⁇ b ⁇ P) (Here, S 0 and b are constants, S 0 is 500, b is 0.068, and C is a polymorphic constant of calcium carbonate, which is 0.01 and 20% by mass when 20% by mass or more of vaterite is contained.
  • the average particle size is 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less.
  • (AJ2) Sphericity is 0.9 or more.
  • Mg content is 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • the Sr content is 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less.
  • a medical calcium carbonate composition which is a curved honeycomb structure having a diameter of 1 cm or more and 50 cm or less of a circle passing through both ends of any one through hole and three points at the center of the through hole.
  • step of exposing the raw material calcium composition having a volume of 10 to 12 m 3 or more to carbon dioxide or carbonate ions at least one condition selected from the following groups (D1) to (D8) is satisfied, and (D9).
  • )-(D12) as a selection step a method for producing a medical calcium carbonate composition.
  • D1 Includes a step of suppressing calcite formation or growth of calcite crystals and relatively promoting vaterite formation.
  • a raw material calcium composition containing at least one selected from the group of organic solvent, water-soluble organic substance, ammonia, and ammonium salt is mixed with carbon dioxide or carbonate ion, and organic solvent, water-soluble organic substance, ammonia, and ammonium salt.
  • the step comprises exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ions and at least one selected from the group of methanol, ethanol, glycerin, ethylene glycol and ammonium carbonate.
  • (D6) Includes a step of suppressing the transfer from vaterite to calcite.
  • D7 Includes a step of removing water from the raw material calcium composition.
  • a step of flowing carbon dioxide or carbonate ion containing an organic solvent around the raw material calcium composition is included.
  • a step of exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ions in the gas phase to perform partial carbonation, and then exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ions in the liquid phase is included.
  • the step of exposing the raw material calcium composition in the mold to carbon dioxide or carbonate ions is included.
  • the step of exposing the raw material calcium composition containing the pore-forming material to carbon dioxide or carbonate ions is included.
  • the step of exposing the raw material calcium composition connected by fibers to carbon dioxide or carbonate ions is included.
  • Step (E3) Outer peripheral wall removal step A step of removing the outer peripheral side wall after the extrusion step or the molding step after the extrusion step and before the degreasing and carbonation step (E4) The molding step after the outer peripheral side wall removing step After the step, the honeycomb structure composed of the polymer material-containing raw material calcium composition is softened by heat treatment and then pressure is applied to form it into a desired shape. (E5) Defatted calcium carbonate sintering step Polymer material Calcium carbonate containing calcium carbonate is heated and degreased so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and calcium carbonate is sintered.
  • (E6) Defatting and carbonizing step Calcium hydroxide porous material containing polymer material A step of heating and degreasing at an oxygen concentration of less than 30% so that the acid-dissolved residue is 1% by mass or less, and at the same time carbonating (E7) a step of defatting and carbonatening via calcium oxide.
  • the body or the calcium carbonate porous body containing a polymer material is heat-defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less to obtain a calcium oxide porous body, and then the calcium oxide porous body is exposed to carbon dioxide.
  • Step to make calcium carbonate porous body (E8) Calcium carbonate Degreasing and carbonization step via calcium carbonate Calcium carbonate is heat-treated in the presence of carbon dioxide to make a high molecular weight material-containing calcium carbonate porous body, and then Calcium carbonate defatted calcium oxide is defatted by heating so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and is made into a calcium oxide porous body, and then the calcium oxide porous body is exposed to carbon dioxide to make a calcium carbonate porous body.
  • the "shape finishing step” pressure is applied to a honeycomb structure composed of a thermally softened polymer material-containing raw material calcium composition, and pressure is applied to both ends of the through hole and the central portion of the through hole. Curved molding is performed so that the diameter of the circle passing through the three points is 1 cm or more and 50 cm or less.
  • the "(E3) outer peripheral side wall removing step” is performed by grinding, and the “shape finishing step performed after the (E10) degreasing carbonation step” is performed by polishing.
  • the raw material calcium composition of the "(E1) extrusion step” is calcium sulfate anhydride.
  • a method for producing a medical calcium carbonate composition which comprises the following steps (F1) and (F2), and also includes at least one step of (F3) and (F4).
  • (F1) Introductory closing step A step of putting calcium oxide granules in a reaction vessel and closing the opening of the reaction vessel so that the calcium oxide granules are not discharged from the reaction vessel.
  • F2 Porous formation step Water is added to the calcium oxide granules inside the reaction vessel.
  • acetic acid is added to obtain calcium hydroxide or calcium acetate, and the granules are expanded to produce a porous body.
  • Calcium carbonate step Simultaneously with or after the porous body forming step, calcium hydroxide is added to the calcium hydroxide porous body.
  • Calcium oxide carbonation step Water At least one porous body selected from the group of calcium oxide porous body, calcium carbonate porous body, and calcium acetate porous body is heat-treated to produce a calcium oxide porous body, and the calcium oxide porous body is exposed to carbon dioxide to carbonize.
  • Carbonation step from calcium oxide porous body for producing calcium porous body [10] A method for producing a medical calcium carbonate composition according to [1], which satisfies the condition (F) above, using calcium sulfate granules as a raw material.
  • Calcium carbonate for medical use which comprises the following steps (F5) and (F6), or includes the following steps (F5), (F7) and (F9), and the step (F8) is a selection step.
  • Method for producing calcium composition (F5) Introduction step Step of putting calcium sulfate granules into the reaction vessel (F6)
  • Porous formation carbonization step The calcium sulfate granules and carbonate ions inside the reaction vessel are reacted to convert the composition into calcium carbonate and the granules are separated from each other.
  • Step of hardening to make a porous body Step of forming a porous body A step of adding water to calcium sulfate hemihydrate granules or calcium sulfate anhydrous granules to produce a calcium sulfate dihydrate porous body (F8).
  • (F10) Introduction step A step of putting the polymer material-containing raw material calcium composition granules having a volume of 10 to 12 m 3 or more into a reaction vessel (F11) A step of forming a porous body A step of heating and fusing the granules inside the reaction vessel.
  • step of producing a granule-bonded porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions, which is formed by bonding a plurality of granules having a maximum diameter length of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less (F12) Defatted calcium carbonate.
  • Sintering step Calcium carbonate containing high molecular weight material is heat defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and calcium carbonate is sintered.
  • Degreasing sintering step (F13) Defatting carbonation step High molecular material Step of heating and defatting the contained calcium hydroxide porous body at an oxygen concentration of less than 30% so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and at the same time carbonating (F14) Step of defatting and carbonatening via calcium oxide Polymer
  • the material-containing calcium hydroxide porous body or the high molecular weight material-containing calcium carbonate porous body is heat-defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less to obtain a calcium oxide porous body, and then the calcium oxide porous body is obtained.
  • Step of exposing calcium carbonate to a porous calcium carbonate (F15) Calcium carbonate
  • Step of exposing calcium carbonate to a porous calcium carbonate (F15) Calcium carbonate
  • Step of exposing calcium carbonate to a porous calcium carbonate (F15) Calcium carbonate
  • Step of exposing calcium carbonate to a porous calcium carbonate (F15) Calcium carbonate
  • Step of exposing calcium carbonate to a porous calcium carbonate (F15) Calcium carbonate
  • Step of exposing calcium carbonate to a porous calcium carbonate (F15) Calcium carbonate Degreasing and carbonization step via calcium oxide Calcium carbonate containing a polymer material is heat-treated in the presence of carbon dioxide to form a porous calcium carbonate.
  • the body was then degreased by heating so that the acid dissolution residue was 1% by mass or less, and the calcium oxide porous body was formed.
  • the calcium oxide porous body was exposed to carbon dioxide to form a calcium carbonate porous body.
  • Calcium carbonate defatting Calcium carbonate carbonated step (F16) Calcium sulphate defatting Calcium carbonate step Calcium carbonate containing a polymer material is heat defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and then the produced sulfuric acid Defatting and carbonizing step of adding carbon dioxide or carbonate ions to a calcium porous body to obtain calcium carbonate (F17) Shape finishing step performed after the defatting and carbonating step [12]
  • the following (G1) and at least one selected from the groups (D1) to (D10) and (E5) to (E9) are essential steps, and the following (G2), (G3) and (E10) are selected steps.
  • a method for producing a medical calcium carbonate composition (G1) Mixing step Raw material calcium composition powder or raw material calcium composition paste and pore-forming material mixing step (G2) Powdering process Raw material calcium composition powder or raw material calcium composition paste and pore-forming material mixture are compacted. Step (G3) Pore-forming material removal step Pore-forming material removal step of dissolving the pore-forming material in a solvent to remove it (D1) Suppresses the formation of calcium or the growth of calcium crystals and relatively promotes the formation of batterite. Includes steps. (D2) The step of exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ions and at least one selected from the group of organic solvents, water-soluble organic substances, ammonia, and ammonium salts.
  • a raw material calcium composition containing at least one selected from the group of organic solvent, water-soluble organic substance, ammonia, and ammonium salt is mixed with carbon dioxide or carbonate ion, and organic solvent, water-soluble organic substance, ammonia, and ammonium salt.
  • D4 Includes a step of exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ions and at least one selected from the group of methanol, ethanol, and ammonium carbonate.
  • (D5) Exposure of a raw material calcium composition containing at least one selected from the group of methanol, ethanol, and ammonium carbonate to carbon dioxide or carbonate ions and at least one selected from the group of methanol, ethanol, and ammonium carbonate. Includes the process of (D6) Includes a step of suppressing the transfer from vaterite to calcite. (D7) Includes a step of removing water from the raw material calcium composition. (D8) A step of flowing carbon dioxide or carbonate ion containing an organic solvent around the raw material calcium composition is included.
  • a step of exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ions in the gas phase to perform partial carbonation, and then exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ions in the liquid phase is included.
  • the step of exposing the raw material calcium composition in the mold to carbon dioxide or carbonate ions is included.
  • E5 Defatted Calcium Carbonate Sintering Step Defatting and defatting calcium carbonate containing a polymer material by heating so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and slaked calcium carbonate
  • E6 Defatting Calcium carbonate step A step of heating and degreasing a porous calcium hydroxide containing a polymer material at an oxygen concentration of less than 30% so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and at the same time carbonating (E7) via calcium carbonate.
  • Degreasing and carbonation step The polymer material-containing calcium hydroxide porous body or the polymer material-containing calcium carbonate porous body is heat-defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less to obtain a calcium oxide porous body, and then Step of exposing the porous calcium oxide to carbon dioxide to make the porous calcium carbonate (E8) Step of defatting and carbonizing via calcium carbonate calcium carbonate Heat-treating calcium hydroxide containing a high molecular weight material in the presence of carbon dioxide to increase the content. Calcium carbonate porous body containing molecular material, then heat degreased so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and calcium oxide porous body is formed, and then the calcium oxide porous body is exposed to carbon dioxide.
  • Calcium sulphate defatted Calcium carbonate step Calcium carbonate containing a polymer material is heat defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • the heat degreasing is performed at 200 ° C. or higher, and the mass reduction of the polymer material of the polymer material-containing calcium composition in the heat degreasing is smaller than 1% by mass per minute [7], [8].
  • [14] The method for producing a medical calcium carbonate composition according to any one of [5] to [13], which comprises at least one step selected from the groups (L) to (Q) below.
  • N Degreasing or carbon dioxide with gas of 150 KPa or more containing oxygen or carbon dioxide
  • a step of increasing the concentration of carbon dioxide in the reaction vessel by replacing part or all of the air in the reaction vessel with carbon dioxide and then introducing carbon dioxide into the reaction vessel (P).
  • R1 Use calcium carbonate powder having an average particle size of 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less.
  • (R2) Use calcium carbonate powder having a sphericality of 0.9 or more.
  • (R3) Use calcium carbonate powder having a Mg content of 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • (R4) Use calcium carbonate powder having an Sr content of 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less.
  • T1 to (T5) The acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • T2 The volume is 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more.
  • (T3) As a medical composition, it is substantially pure calcium sulfate.
  • the calcium sulfate hemihydrate content is 50% by mass or more.
  • T5 When the compositions are brought into contact with each other and immersed in water, they are cured to form a porous body having a compressive strength of 0.3 MPa or more.
  • [8] [17] The method for producing a medical calcium sulfate curable composition according to [17], which comprises the following (U2) and (U3) as essential steps and (U1) and (U4) as selection steps. A method for producing calcium sulfate hemihydrate granules for medical use.
  • (U1) Polymer material degreasing step Polymer material-containing calcium sulfate granules or blocks are degreased by heat treatment to reduce the acid dissolution residue to 1% by mass or less
  • (U2) Calcium sulfate dihydrate production step Polymer material degreasing Calcium sulfate anhydride or hemihydrate granules or blocks formed in the process are watered, or calcium sulfate hemihydrate powder is watered and cured to dihydrate calcium sulfate.
  • Step of manufacturing calcium sulfate hemihydrate granules or blocks (U3) Step of manufacturing calcium sulfate hemihydrate granules or blocks The step of dehydrating calcium sulfate dihydrate granules or blocks in the gas phase to manufacture calcium sulfate hemihydrate granules or blocks (U3) U4)
  • Granule size adjustment step A step of adjusting the size so that the granules have a volume of 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more [19]. It is characterized in that all of the following conditions (V1) to (V3) and at least one condition selected from the group (V4) to (V10) are satisfied, and (V11) or (V12) is a selection condition.
  • V1 volume is 10 -12 m 3 or more.
  • V2 The acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • V3 As a medical composition, it is substantially pure calcium phosphate, and the composition is one selected from the group of carbonate apatite, apatite containing 4 HPOs, tricalcium phosphate, whitrokite, and calcium hydrogen phosphate. ..
  • V4 Honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction (however, the composition is tricalcium phosphate, and the pore diameter is 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure as measured by the mercury intrusion method.
  • the pore volume of the bonded porous body of 10 ⁇ m or less is 0.05 cm 3 / g or more.
  • V6 A pore-integrated porous body in which a plurality of pores having a maximum diameter length of 50 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less are accumulated in the entire medical composition and do not contain pores having a maximum diameter length of 800 ⁇ m or more.
  • the pore volume of 10 ⁇ m or less of the granulated porous body measured by the mercury intrusion method is 0.05 cm 3 / g or more (excluding those having a composition of tricalcium phosphate).
  • the pore volume having a pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less is 5% or more with respect to the pore volume having a pore diameter of 6 ⁇ m or less.
  • the maximum compressive strength obtained in either direction is equal to or greater than the reference compressive strength [S] calculated by the following formula (however, it is a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction.
  • the mercury intrusion method measurement excludes those having a pore diameter of 10 ⁇ m or less and a pore volume of 0.02 cm 3 / g or less with respect to the mass of the honeycomb structure).
  • S S 0 ⁇ C ⁇ exp ( ⁇ b ⁇ P) (Here, S 0 and b are constants, S 0 is 500, b is 0.068, C is a constant depending on the composition, 1 for apatite containing 4 HPOs or tricalcium phosphate, and 1 for whitrokite. In the case of 0.5, in the case of calcium hydrogen phosphate, 0.1, P is a percentage of the pore ratio of the composition.) (V9) A circle having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm and a radius of 0.2 mm is drawn from an arbitrary point on the projection drawing peripheral line in the projection drawing of the composition, and the circle intersects the projection drawing peripheral line.
  • V10 A plurality of composition particles are connected by fibers.
  • the composition is apatite having a carbonic acid group content of 10% by mass or more.
  • the composition is apatite having a carbonic acid group content of less than 10% by mass.
  • a medical calcium phosphate composition that satisfies the following (AG1) or (AG2) and has the following (AG3) to (AG10) as selection conditions.
  • (AG1) is one selected from the group of carbonate apatite, apatite containing 4 HPOs, witrokite, and calcium hydrogen phosphate, and is a granule or block having a volume of 10 to 12 m 3 or more. Contains silver or silver compound of 01% by mass or more and 3% by mass or less.
  • the composition is one selected from the group of hydroxyapatite sintered body, tricalcium phosphate sintered body, carbonate apatite, apatite containing 4 HPOs, witrokite, and calcium hydrogen phosphate, and the volume is Granules or blocks of 10-12 m 3 or more have silver phosphate crystals bonded to the surface of calcium phosphate, and the silver phosphate content is 0.01% by mass or more and 3% by mass or less.
  • AG3 The silver compound is silver phosphate.
  • a silver or silver compound is contained in the surface layer portion and the inside of the calcium phosphate composition, and the ratio of the silver concentration in the surface layer portion to the silver concentration in a portion at least 50 ⁇ m away from the surface in the central direction is 1.2 or more. is there.
  • a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction.
  • a granule-bonded porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions, formed by bonding a plurality of granules having a maximum diameter length of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • AG8 In the measurement by the mercury intrusion method, the pore volume having a pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less is 5% or more with respect to the pore volume having a pore diameter of 6 ⁇ m or less.
  • the maximum compressive strength obtained in either direction is equal to or higher than the reference compressive strength [S] calculated by the following formula.
  • S S 0 ⁇ C ⁇ exp ( ⁇ b ⁇ P) (Here, S 0 and b are constants, S 0 is 500, b is 0.068, C is a constant depending on the composition, 1 for carbonate apatite or apatite containing 4 HPOs, 0.5 for witrokite.
  • a circle having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm and a radius of 0.2 mm is drawn from an arbitrary point on the projection drawing peripheral line in the projection drawing of the composition, and the circle intersects the projection drawing peripheral line.
  • W1 A honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction, and a pore volume of 0.01 cm 3 / g or more with a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure measured by a mercury intrusion method. Is.
  • W2 A honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction, in which the diameter of a circle passing through both ends of any one through hole and the three points at the center of the through hole is 1 cm or more and 50 cm or less. is there.
  • the honeycomb structure has an arithmetic mean roughness (Ra) of 0.7 ⁇ m or more on the partition wall surface in the through hole direction.
  • Ra arithmetic mean roughness
  • W4 An aggregate of calcium phosphate having an average particle size of 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less.
  • W5 An aggregate of calcium phosphate having a sphericality of 0.9 or more.
  • W6 The Mg content is 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • the Sr content is 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less.
  • a method for producing a medical calcium phosphate composition which satisfies the following conditions (AH1) or (AH2) and has (AH3) to (AH9) as selection conditions.
  • (AH1) One selected from the group containing calcium or silver compound of 0.01% by mass or more and 3% by mass or less and having a composition of calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium oxide, calcium sulfate, calcium hydrogen phosphate.
  • AH1 One selected from the group containing calcium or silver compound of 0.01% by mass or more and 3% by mass or less and having a composition of calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium oxide, calcium sulfate, calcium hydrogen phosphate.
  • the raw material calcium composition is other than calcium carbonate, it includes a step of imparting a carbonic acid group to the composition.
  • One selected from the group of carbonate apatite containing silver or a silver compound, apatite containing 4 HPOs, witrokite, and calcium hydrogen phosphate by exposing to an aqueous phosphate solution or a mixed aqueous solution of a phosphate and a magnesium salt. It includes a step of converting the composition into one.
  • (AH2) Raw material calcium composition that is one selected from the group of apatite, tricalcium phosphate, whitrokite, octacalcium phosphate, and calcium hydrogen phosphate, and is a granule or block having a volume of 10-12 m 3 or more.
  • It comprises a step of exposing an object to an aqueous solution containing silver ions to form silver phosphate in the raw material calcium composition.
  • AH3 A raw material calcium compound having a composition of calcium phosphate is exposed to a first aqueous solution containing silver ions to form silver phosphate in the raw material calcium composition, and then a second aqueous solution having a higher silver ion concentration than the first aqueous solution.
  • AH4 The raw material calcium composition is a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction.
  • the raw material calcium composition is a granule-bound porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions, formed by binding a plurality of granules having a maximum diameter length of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • AH6 A plurality of pores having a maximum diameter of 50 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less are accumulated in the entire medical composition, and a pore-accumulated porous body having a maximum diameter of 800 ⁇ m or more and not containing pores is a raw material calcium. It is a composition.
  • AH7 A raw material calcium composition having a pore volume of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less is 5% or more with respect to a pore volume of 6 ⁇ m or less in the mercury injection method measurement is used.
  • AH8 A raw material calcium composition in which the maximum compressive strength obtained in either direction is equal to or higher than the reference compressive strength [S] calculated by the following formula is used.
  • S S 0 ⁇ C ⁇ exp ( ⁇ b ⁇ P) (Here, S 0 and b are constants, S 0 is 500, b is 0.068, C is a constant depending on the composition, 1 for carbonate apatite or apatite containing 4 HPOs, 0.5 for whitrokite.
  • a method for producing a medical calcium phosphate composition which satisfies any one of the following conditions (AI1) to (AI4).
  • AI1 Use calcium carbonate powder having an average particle size of 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less.
  • (AI2) Use calcium carbonate powder having a sphericality of 0.9 or more.
  • (AI3) Use calcium carbonate powder having a Mg content of 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • Calcium carbonate powder having an Sr content of 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less is used.
  • Phosphoric acid is added to the medical calcium carbonate composition according to any one of [1] to [4] or the medical calcium carbonate composition produced by the production method according to any one of [5] to [16].
  • the medical calcium carbonate composition is immersed in at least one aqueous solution selected from the group (X1) to (X5) to impart a phosphoric acid component to the medical calcium carbonate composition. Method for producing the composition.
  • (X1) Aqueous solution containing a phosphoric acid component having a pH of 8.5 or more
  • (X2) An aqueous solution containing a phosphoric acid component having a pH of less than 8.5 (X3) Both a phosphoric acid component and a carbonic acid component having a concentration of 0.5 mol or less
  • Aqueous solution containing [25] Phosphoric acid is added to the medical calcium carbonate composition according to any one of [1] to [4] or the medical calcium carbonate composition produced by the production method according to any one of [5] to [16].
  • a method for producing a medical calcium phosphate composition according to any one of [19] to [21] by adding an acid component is added to the medical calcium carbonate composition according to any one of [19] to [21] by adding an acid component.
  • a method for producing a medical calcium phosphate composition which comprises a step of satisfying at least one condition selected from the group of (Y1) to (Y6) for the medical calcium carbonate composition.
  • Step of replacing part or all of the pore gas of the calcium carbonate composition with a gas having a higher solubility in an aqueous solution containing a phosphoric acid component (Y6)
  • Part or all of the pore gas of the medical calcium carbonate composition Is replaced with a solvent having a smaller contact angle than water and a lower boiling point than water.
  • (AB1) The volume is 10-12 m 3 or more.
  • (AB3) As a medical composition, it is substantially pure calcium hydroxide.
  • (AB4) Honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction
  • (AB5) A plurality of through holes extending in a plurality of directions formed by combining a plurality of granules having a maximum diameter length of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. It is a granule-bound porous body provided.
  • (AB6) A pore-integrated porous body in which a plurality of pores having a maximum diameter length of 50 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less are accumulated in the entire medical composition, and the pores having a maximum diameter length of 800 ⁇ m or more are not included.
  • (AB7) A circle having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm and a radius of 0.2 mm is drawn from an arbitrary point on the projection drawing peripheral line in the projection drawing of the composition, and the circle intersects the projection drawing peripheral line.
  • Honeycomb structure granules of a triangle formed by three points, in which there are no points whose apex is 90 ° or less at an arbitrary point on the peripheral line of the projection drawing.
  • (AB8) A plurality of composition particles are connected by fibers.
  • the raw material calcium composition is calcium hydroxide, and the following (AD1) and one selected from the group (AD2) to (AD5) are essential steps, and (AD6) to (AD8) are selected steps.
  • (AD1) Extrusion Step A raw material containing a polymer material, a calcium composition, is extruded through a honeycomb structure forming mold, has a volume of 3 ⁇ 10-11 m 3 or more, and has a plurality of through holes extending in one direction.
  • Step of manufacturing honeycomb structure (AD2) Degreasing step A step of degreasing a porous calcium hydroxide containing a polymer material so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • (AD3) Hydration Step via Calcium Oxide The porous calcium hydroxide containing a polymer material is degreased so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and the porous calcium oxide is formed, and then the porous calcium oxide is formed.
  • Step of hydrating the body to make a porous calcium hydroxide (AD4) Step of hydration via calcium carbonate calcium oxide Heat-treating calcium hydroxide containing a polymer material in the presence of carbon dioxide to form a porous calcium carbonate containing a polymer material.
  • the acid-dissolved residue is degreased to 1% by mass or less to form a calcium oxide porous body, and then the calcium oxide porous body is hydrated to obtain a calcium hydroxide porous body.
  • Hydration step via slaked calcium oxide (AD5) Production step from calcium carbonate porous body
  • the calcium carbonate porous body containing a polymer material is defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and the calcium oxide porous body is defatted.
  • a step of hydrating the calcium oxide porous body to obtain a calcium hydroxide porous body A molding step after the extrusion step
  • the honeycomb structure composed of the high molecular weight material-containing raw material calcium composition is softened by heat treatment.
  • Step of forming into a desired shape by applying pressure (AD7) Outer peripheral side wall removing step The outer peripheral side wall is removed after the extrusion step or the molding step after the extrusion step and before the slaked carbonation step.
  • Molding process [29] The method for producing a medical calcium hydroxide composition according to [27], which satisfies the condition (AB5).
  • a method for producing a medical calcium hydroxide composition which comprises the following (AE1) and (AE2) and at least one selected from the groups (AD2) to (AD5) as an essential step.
  • AE1 Introducing step A step of putting polymer material-containing calcium hydroxide granules having a volume of 10 to 12 m 3 or more into a reaction vessel (AE2) Granule binding step
  • the surfaces inside the reaction vessel are heat-treated to bring the surfaces together.
  • Volume is either a step of thermally softening and fusing, a step of binding the surfaces of the granules by dissolving the surfaces of the granules, or a step of fusing the surfaces of the granules with a plasticizer.
  • AD2 Degreasing step A step of degreasing a polymer material-containing calcium hydroxide porous body so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • AD3 Hydration Step via Calcium Oxide The porous calcium hydroxide containing a polymer material is degreased so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and the porous calcium oxide is formed, and then the porous calcium oxide is formed.
  • Step of hydrating the body to make a porous calcium hydroxide Step of hydration via calcium oxide calcium oxide Heat-treating calcium hydroxide containing a polymer material in the presence of carbon dioxide to form a porous calcium hydroxide containing a polymer material. After that, the acid-dissolved residue is degreased to 1% by mass or less to form a calcium oxide porous body, and then the calcium oxide porous body is hydrated to obtain a calcium hydroxide porous body. Hydration step via slaked calcium oxide (AD5) Production step from calcium carbonate porous body The calcium carbonate porous body containing a polymer material is defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and the calcium oxide porous body is defatted.
  • the method for producing a medical calcium composition according to the above.
  • the sphericity of the granules is 0.9 or more.
  • the granules are hollow.
  • Granules having a bulk volume of 105% or more of the volume of the reaction vessel are placed in the reaction vessel. [32] It is composed of a solid part containing batelite and ⁇ -tricalcium phosphate and a solution part containing phosphate, and when the solid part and the solution part are kneaded, carbonic acid apatite is formed and hardened. Defect reconstruction treatment kit.
  • the solution portion contains at least one of an acid having a plurality of carboxy groups, a hydrogen sulfite, a cellulose derivative, a dextran sulfate, a chondroitin sulfate, an alginate, and a glucomannan.
  • Kit for bone defect reconstruction treatment described in Crab [35] The kit for treating bone defect reconstruction according to [32] to [34], wherein the solid portion contains vaterite having a volume of 10 to 12 m 3 or more.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the honeycomb structure which has the outer peripheral side wall. It is a pore distribution measurement result by the mercury intrusion method of the medical calcite composition produced at the final temperature of 480 ° C. in Example 7. It is a powder X-ray diffraction (XRD) pattern of the medical vaterite composition which concerns on Example 1. It is an XRD pattern of the medical carbonate apatite composition which concerns on Example 1. It is an electron microscope image (SEM image) of the honeycomb structure which concerns on Example 7. It is a particle size distribution analysis result which concerns on Example 8. It is a histopathological image in the histopathological search using the medical carbonate apatite honeycomb structure according to Example 9.
  • XRD powder X-ray diffraction
  • FIG. It is an electron microscope image (SEM image) of the medical carbonate apatite honeycomb structure which concerns on Example 12.
  • FIG. It is a histopathological image in the histopathological search of the medical carbonate apatite honeycomb structure which concerns on Example 14 at the 4th week of implantation. It is a histopathological image in the histopathological examination of the 12th week of implantation of the medical carbonate apatite honeycomb structure according to Example 14. It is a histopathological image in the histopathological search of the medical carbonate apatite composition of Example 15 and the hydroxyapatite composition of Comparative Example 10 at the 4th week and the 12th week of implantation.
  • the terms used in the present invention are defined as follows.
  • the "medical calcium carbonate composition” as used in the present invention is a calcium carbonate composition used as a medical composition (medical material) or a calcium carbonate composition used as a raw material for a medical composition. Bone filling materials and drug delivery carriers embedded in living tissues are naturally medical materials, but cell culture scaffolds used outside the living tissues are also included in the medical materials.
  • the composition is a porous body, it may be described as a medical calcium carbonate porous body, and when the porous body structure is a honeycomb structure, it may be described as a medical calcium carbonate honeycomb structure or the like.
  • the "medical calcium carbonate composition” referred to in the present invention may be used in the production of other medical compositions, and may contain a pore-forming material such as sodium chloride in relation to this. Further, in order to improve the operability of medical calcium carbonate and other medical compositions, fibers may be used to bond the composition particles (particles to each other). The material, including these pore-forming materials and fibers, is also defined as a “medical calcium carbonate composition”.
  • the "volume” in the present invention is a bulk volume and is also referred to as a total product. It is a volume including pores, and is also called a bulk volume or a total volume. "Vaterite”, “aragonite”, and “calcite” in the present invention are polymorphic types of calcium carbonate crystals.
  • the “medical vaterite composition” as used in the present invention is a medical calcium carbonate composition containing 20% by mass or more of vaterite.
  • the mass of the pore-forming material and the fiber is excluded from the calculation of the vaterite content.
  • the contents of vaterite and calcite in the medical calcium carbonate composition are calculated from the respective peak area ratios in the powder X-ray diffraction (XRD) analysis by the method described later.
  • the “medical calcium phosphate composition” as used in the present invention is a calcium phosphate composition used in medicine as an artificial bone filling material or the like.
  • the "calcium phosphate” in the present invention is a compound containing phosphoric acid and calcium as a composition, and examples thereof include calcium orthophosphate, calcium metaphosphate, amorphous calcium phosphate, and condensed calcium phosphate compounds typified by calcium pyrophosphate.
  • Calcium orthophosphate is a salt of orthophosphate and calcium.
  • tetracalcium phosphate, apatite including hydroxyapatite and carbonate apatite, ⁇ -type tricalcium phosphate, ⁇ -type tricalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, and the like are exemplified.
  • beta-type tricalcium phosphate is sometimes including Witorokaito, tricalcium phosphate containing no HPO 4 in the present invention, those containing HPO 4 is classified as Witorokaito.
  • ⁇ -type tricalcium phosphate may be abbreviated as ⁇ TCP
  • ⁇ -type tricalcium phosphate may be abbreviated as ⁇ TCP.
  • the "medical apatite composition" referred to in the present invention is a kind of medical calcium phosphate composition, and is an apatite composition used as a medical material as an artificial filling material or the like.
  • the "medical carbonate apatite composition” in the present invention is a carbonate apatite composition used for medical purposes.
  • the carbonic acid group content of the carbonate apatite is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and further preferably 6% by mass or more.
  • Carbonated apatite in the present invention is defined as apatite containing a carbonic acid group. Generally, it is an apatite in which a part or all of the phosphoric acid group or the hydroxyl group of the calcium phosphate apatite is replaced with a carbonic acid group.
  • carbonate apatite in which a part of carbonate apatite is replaced with another element or void is also defined as carbonate apatite.
  • carbonic acid group content increases, it becomes more susceptible to absorption by osteoclasts and the bone replacement rate increases, but in some cases, a medical material that slowly replaces bone and a medical material that does not replace bone are desired.
  • the "honeycomb structure" as used in the present invention is a through hole having a plurality of polygonal or circular cross-sectional shapes extending in one direction, which is described in JP-A-2004-298407 and JP-A-2005-152006. It is a porous body having a shape. The through holes are arranged substantially without gaps through the partition wall, but some of the through holes may be missing.
  • the one direction in the present invention is not limited to the linear direction, but means that the directions are substantially the same.
  • the through-holes of the curved honeycomb structure described later are not one-dimensional, but have a shape having a plurality of through-holes extending in substantially the same direction, and are a honeycomb structure.
  • the honeycomb structure 14 is a structure including a plurality of through holes 11 extending in one direction and a partition wall 12 for dividing the through holes.
  • Some honeycomb structures have an outer peripheral side wall 13 that surrounds the honeycomb structure portion formed of through holes, and some have a part or all of the outer peripheral side wall removed. Both are honeycomb structures.
  • the mercury intrusion method measurement referred to in the present invention is a kind of pore distribution measurement method, in which pressure is applied to infiltrate mercury into the pores of powder by utilizing the large surface tension of mercury, and the pressure is press-fitted. This is a method for obtaining the pore distribution from the amount of mercury.
  • the pores are calculated assuming that the forward contact angle and the backward contact angle of mercury and the material are 130 °, and the surface tension of mercury is 485 mN / m.
  • the pore distribution is shown by plotting the common logarithm of the differential pore volume against the pore diameter at the measurement point for visualization. The pore volume is calculated from the difference in the integrated data of the injected mercury between different pore diameters.
  • the pore diameter is sometimes referred to as the pore diameter, but it is basically a value calculated from the results of mercury injection method analysis assuming that mercury is injected into the columnar pores regardless of the shape of the pores.
  • the "average particle size” as used in the present invention means the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method.
  • the powder is dispersed in 100 mL of distilled water, dispersed by an ultrasonic cleaner having a frequency of 45 KHz-100 W for 30 seconds, and then measured within 1 minute.
  • the "surface roughness (arithmetic mean roughness Ra)" referred to in the present invention is the surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) measured with a 3D laser microscope.
  • the "sphericity" as used in the present invention is Waddell's practical sphericity.
  • the practical sphericity of Wadell is the diameter of a circle equal to the projected area of the material divided by the diameter of the smallest circle circumscribing the projected image of the material.
  • the “compressive strength” referred to in the present invention is a value obtained by dividing the maximum load by the original cross-sectional area of the columnar test piece to be subjected to the compression test, with the crosshead speed set to 10 mm per minute. In the present invention, when the sample is not columnar and the sample volume is 1 ⁇ 10-8 m 3 or more, the sample is processed into a column and a compression test is performed.
  • the medical calcium carbonate composition of the present invention may have anisotropy. Anisotropic materials have different compressive strengths depending on the direction. In the present invention, the maximum compressive strength obtained in either direction is defined as the compressive strength of the composition. Further, considering that the medical calcium carbonate composition or the like is a ceramic material, the indirect tensile strength may be measured, and a value obtained by multiplying the indirect tensile strength by 5 may be used as the compressive strength.
  • the pressure of the gas used in the present invention is an absolute pressure with a pressure near the sea surface of 101.3 KPa, not a relative pressure based on atmospheric pressure. Therefore, when it exceeds 101.3 KPa, it is in a pressurized state with respect to atmospheric pressure, and when it is less than 101.3 KPa, it is in a decompressed state with respect to atmospheric pressure.
  • the term "accumulation" as used in the present invention is defined as the collection of a plurality of objects. Accumulation of pores means that a plurality of pores are gathered, and the pores may or may not be connected to each other.
  • the term "minor diameter” as used in the present invention is a term relating to the form of the composition, and is defined as the size relating to the presence or absence of passage when passed through a sieve. That is, a composition having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm is defined as a composition having a size that passes through a sieve having a spread of 5 mm and does not pass through a sieve having a spread of 1 mm.
  • the "closed reaction vessel” in the present invention is defined as a non-open reaction vessel.
  • the calcium hydroxide powder in the reaction vessel is carbonated with carbon dioxide to produce calcium carbonate, it is necessary to expose the carbon dioxide to the calcium hydroxide powder.
  • carbon dioxide is discharged from the reaction vessel into the atmosphere, it is carbonation by an open reaction vessel, and when carbon dioxide is not discharged from the reaction vessel into the atmosphere, it is carbonation by a closed reaction vessel. .. From this point of view, even if carbon dioxide is discharged from the outlet, if it is not discharged into the atmosphere, it is defined as carbonation by a closed reaction vessel.
  • carbonation by a closed reaction vessel For example, when carbon dioxide discharged from a discharge port is circulated to a reaction vessel by a pump or the like, it is defined as carbonation by a closed reaction vessel.
  • reaction vessel when the reaction vessel is connected to a carbon dioxide cylinder or the like, it is defined as carbonation by a closed reaction vessel.
  • hydrous methanol, hydrous ethanol, etc. are simply indicated by the volume% of the solvent other than water.
  • methanol containing 10% by volume of water is referred to as 90% methanol.
  • "Granule" is generally considered to be a granule having a particle size larger than that of a powder, particularly a powder which is solidified into a large particle.
  • the "granule” referred to in the present invention is also a granule having a larger particle size than the powder, but unless the volume or minor axis is specified, the minor axis is 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, or 1 ⁇ 10-13. It shall correspond to any of cm 3 or more and 1 ⁇ 10 -7 cm 3 or less.
  • the volume is 10-12 m 3 or more.
  • the volume is 10-12 m 3 or more.
  • Medical compositions are required to have excellent tissue affinity in vivo, but both calcium carbonate powder and calcium phosphate powder induce an inflammatory reaction.
  • the volume is 10 -12 m 3 or more in a medical calcium carbonate composition, or a medical calcium phosphate composition is the volume produced from the medical calcium carbonate composition 10 -12 m 3 or more histocompatibility Excellent for.
  • the medical calcium carbonate composition When the medical calcium carbonate composition is used as a bone filling material or a raw material for a bone filling material, when the volume is 10-11 m 3 or more, preferably 3 ⁇ 10 -11 m 3 or more, cells are formed when the bone defect is filled. It is more preferable because continuous ventilation holes suitable for the invasion of calcium carbonate are easily formed. A volume of 10-10 m 3 or more is more preferable because pores effective for tissue invasion are formed when the bone defect is filled. When the volume is 10-9 m 3 or more, a feature that a relatively large bone defect can be easily filled is exhibited, which is particularly preferable clinically. Although there is no particular upper limit on the volume of the medical calcium carbonate composition, takes time to manufacture when the volume is large, also because demand is low, it is preferable that 10 -3 m 3 or less.
  • Acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • (B) the following is related to the fact that the composition is substantially pure calcium carbonate as a medical composition, but in particular, it is an essential condition that the acid dissolution residue is 1% by mass or less. It is a very important factor regarding the usefulness of the medical calcium carbonate composition. This is because the medical calcium carbonate composition of the present invention or the carbonate apatite produced from the medical calcium carbonate composition is expected to have excellent tissue affinity and in vivo absorption. In the living body, calcium carbonate and carbonate apatite are absorbed by the weak acid environment formed by osteoclasts and the like.
  • the presence of acid-dissolved residue is synonymous with not being absorbed by osteoclasts and the like, and is therefore unsuitable as a medical composition.
  • Acid-dissolved residues pose a problem when producing medical calcium carbonate compositions from raw materials containing polymeric materials.
  • the polymer material is not dissolved in acid, and the presence of an acid-dissolved residue is synonymous with the residue of the polymer material or its decomposition products.
  • the acid-dissolved residue is a residue obtained by dissolving calcium carbonate or the like in hydrochloric acid having a volume equivalent to 20 mol of the calcium carbonate or the like and having a concentration of 1 mol, and is expressed as% of the dry mass with respect to the mass of the calcium carbonate or the like. To do.
  • the acid dissolution residue is 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, which reduces the effect, and the effect is almost the same. It is more preferably not less than 0.1% by mass, which is negligible, and ideally it is substantially 0% by mass.
  • the calcium carbonate composition for medical use may contain a pore-forming material or may be connected between a plurality of composition particles by fibers, and may be connected between the pore-forming material and the plurality of composition particles. Fibers are not subject to acid dissolution residues. That is, it is an essential condition of the present invention that the acid-dissolved residue of the calcium carbonate composition other than the fibers connecting the pore-forming material and the plurality of composition particles is 1% by mass or less.
  • the medical calcium carbonate composition of the present invention is a medical material used for medical purposes, and a material containing impurities other than fibers connecting the pore-forming material and a plurality of composition particles is a medical material. Cannot be used as. Therefore, natural materials are materials not included in the present invention. Further, the calcium carbonate composition produced from coal ash containing calcium oxide discharged from the boiler and slag generated in the steel manufacturing process also contains impurities, and is therefore not included in the present invention. Organic gels, silicon-containing gels, metaphosphate gels, etc.
  • the medical calcium carbonate composition of the present invention is a substantially pure calcium carbonate composition as a medical calcium carbonate composition mainly composed of vaterite or calcite, that is, a substantially pure calcium carbonate composition. It is an essential condition that the polymorph is mainly vaterite or calcium, and it is required to be substantially free of impurities other than sodium, strontium and magnesium.
  • the amount of impurities other than sodium, strontium and magnesium is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.1% by mass or less. Ideally, it should not be contained at all.
  • sodium, strontium and magnesium are unlike other impurities and are unlikely to cause tissue damage. Although the mechanism of this is unclear, evolutionarily sodium, strontium and magnesium because the invertebrate-selected calcium carbonates containing sodium, strontium and magnesium contained sodium, strontium and magnesium. It is presumed that the living body can tolerate magnesium.
  • the present medical calcium carbonate composition may contain fibers connecting the pore-forming material and the plurality of composition particles, and between the pore-forming material and the plurality of composition particles.
  • the fibers connecting the above are not considered as impurities. That is, it is an essential condition of the present invention that the calcium carbonate composition other than the pore-forming material and the fibers connecting the plurality of composition particles is substantially pure calcium carbonate.
  • aragonite is also present in the polymorph of calcium carbonate in addition to vaterite and calcite. Since aragonite is essentially calcium carbonate, it does not hinder the effect of the present invention even if mixed, but from the viewpoint of reactivity of the medical composition produced from the medical calcium carbonate composition of the present invention as a raw material.
  • the content of aragonite is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. That is, "mainly composed of vaterite or calcite" in the present invention means that the proportion of vaterite or calcite is preferably more than 80% by mass, more preferably more than 90% by mass, and more than 95% by mass.
  • the content of calcium hydroxide and calcium oxide is preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less. Ideally, it should not be contained at all.
  • vaterite a calcium carbonate composition containing vaterite, which is a metastable phase in calcium carbonate, is preferable because of its high reactivity.
  • the content of vaterite is less than 20% by mass, it is effective in improving the reactivity, but since the effect is limited, it is limited to 20% by mass or more in the present invention. It is an essential condition that the content of vaterite is 20% by mass or more, but 30% by mass or more is preferable because the active ingredient is close to a sufficient amount, and 50% by mass or more is a sufficient amount of the active ingredient.
  • 80% by mass or more is more preferable because the composition exhibits almost vaterite properties, and 90% by mass or more is particularly preferable.
  • the mass of the pore-forming material and the fiber connecting between the plurality of composition particles is excluded from the calculation of the vaterite content.
  • FIG. 1 shows an example of the measurement results of the pore distribution of the medical calcium carbonate honeycomb structure of the present invention by the mercury intrusion method.
  • pores having a pore diameter of 1 ⁇ m or less due to the micropores of the honeycomb partition wall in addition to the peak having a pore diameter of about 70 ⁇ m due to the macropores of the honeycomb structure.
  • pores having a pore diameter of 10 ⁇ m or less play an important role in producing a medical calcium phosphate honeycomb structure by applying phosphate to the calcium honeycomb structure.
  • the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is larger than 0.02 cm 3 / g, and preferably 0.03 cm 3 / g or more. more preferably 0.10cm at 3 / g or more, further preferably 0.15 cm 3 / g or more.
  • the compressive strength is preferably at 0.15 cm 3 / g or less, more preferably 0.10 cm 3 / g or less, and more preferably not more than 0.03 cm 3 / g.
  • the pore volume of the granule-bound porous body of 10 ⁇ m or less is 0.05 cm 3 / g or more. > Depending on the case, a porous body having three-dimensional through holes may be desired.
  • the pore size is particularly important, and since adipose tissue other than bone tissue invades the large pores, it is important to control the pore size.
  • a granule-bonded porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions formed by combining a plurality of granules having a maximum diameter of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less is like a through hole formed by a hexagonal close-packed structure.
  • it has high penetrability, and is characterized by easy migration and conduction of osteoblasts, osteoclasts and bone tissue inside.
  • the pores of the granules play an important role in the tissue replacement of the granule-bound porous body.
  • the pore volume of the granule portion needs to be 0.05 cm 3 / g or more as the pore volume of 10 ⁇ m or less of the granule-bound porous body measured by the mercury intrusion method, and the pore volume is 0.1 cm 3 / g.
  • the above is preferable, 0.2 cm 3 / g or more is more preferable, and 0.3 cm 3 / g or more is further preferable.
  • the pore volume of the pore-accumulated porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method is 0.05 cm 3 / g or more.
  • the above-mentioned granule-bonded porous body is extremely useful as a bone filling material from the viewpoint of penetrability and the like, but generally has a drawback that it has low mechanical strength and is difficult to manufacture.
  • a pore-accumulated porous body having specific pores formed by using a pore-forming material can be relatively easily manufactured by using a polymer pore-forming material, although it is inferior in penetrability. It is characterized by its relatively excellent mechanical strength and is useful as medical calcium carbonate.
  • the pore-accumulated porous body pores are accumulated through a pore wall made of calcium carbonate or a penetrating portion formed in a part of the pore wall. When the penetrating portion penetrates as a whole, it becomes a porous body having three-dimensional through holes, which is particularly useful. Further, the pore size needs to be 50 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less.
  • This pore size is a useful size from the viewpoint of cell and tissue invasion.
  • the pore size is preferably 70 ⁇ m or more and 350 ⁇ m or less, more preferably 90 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, and further preferably 100 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • adipose tissue, not bone tissue migrates to the large stomata.
  • the composition having large pores has a low mechanical strength.
  • the pores having a maximum diameter of 800 ⁇ m or more are not included, but the pore size to be excluded is preferably 700 ⁇ m or more, and more preferably 600 ⁇ m or more.
  • the porosity is preferably 40% by volume or more and 80% by volume or less, more preferably 45% by volume or more and 78% by volume or less, from the viewpoint of the balance between invasion of cells and tissues, absorbability and mechanical strength. It is more preferably 7% by volume or more and 77% by volume or less.
  • the volume of the pores needs to be 0.05 cm 3 / g or more as the pore volume of 10 ⁇ m or less of the pore-accumulated porous body measured by the mercury intrusion method, and the pore volume is 0.1 cm 3 / g.
  • the above is preferable, 0.2 cm 3 / g or more is more preferable, and 0.3 cm 3 / g or more is further preferable.
  • Pore-accumulated porous bodies are classified into those containing a pore-forming material and those containing no pore-forming material.
  • the pore-forming material portion is essentially pores because it is used as it is as a raw material for producing a medical composition and is removed in the manufacturing process. Therefore, in the porosity calculation of the porous body, the pore-forming material is calculated as pores.
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less is 10% or more.
  • the absolute amount of micropores is also important, but the distribution of specific micropores may be useful. That is, it is preferable that the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less is 10% or more in the measurement by the mercury intrusion method.
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less is more preferably 15% or more, and further preferably 20% or more.
  • the maximum compressive strength obtained in either direction is equal to or greater than the reference compressive strength [S] calculated by the following formula (however, it is a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction.
  • the mercury intrusion method measurement excludes those having a pore diameter of 10 ⁇ m or less and a pore volume of 0.02 cm 3 / g or less with respect to the mass of the honeycomb structure).
  • S S 0 ⁇ C ⁇ exp ( ⁇ b ⁇ P) (Here, S 0 and b are constants, S 0 is 500, b is 0.068, and C is a polymorphic constant of calcium carbonate, which is 0.01 and 20% by mass when containing 20% by mass or more of vaterite.
  • the medical calcium carbonate composition of the present invention is preferably a porous body.
  • the mechanical strength of medical calcium carbonate decreases.
  • S mechanical strength
  • P porosity percentage
  • S 0 is the mechanical strength of the compact body
  • b is an empirical constant.
  • C the requirement for compressive strength is corrected.
  • P is a percentage of the porosity of the composition.
  • S 0 is preferably 700, more preferably 900, and even more preferably 1000.
  • the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is 0.02 cm 3 / g or less as measured by the mercury intrusion method. Those are excluded from the present invention because they have low reactivity.
  • a circle having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm and a radius of 0.2 mm is drawn from an arbitrary point on the projection drawing peripheral line in the projection drawing of the composition, and the circle and the projection drawing peripheral line are drawn.
  • Compositions with a minor axis of less than 5 mm may be supplemented to the bone defect as granules.
  • the honeycomb structure has high anisotropy. Therefore, when crushed, it becomes a spindle shape.
  • the minor axis is less than 1 mm, the sharp corners are difficult to be perpendicular to the surrounding tissue such as the periosteum covering the defect because the granules are highly fluid, but the fluidity of the granules increases as the minor axis increases.
  • the surrounding tissue is easily damaged due to reasons such as limitation. Further, when it is 5 mm or more, it is easy to prevent the formation of acute angles. Therefore, the corners of the honeycomb structure granules having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm may be rounded.
  • a circle having a radius of 0.2 mm is drawn from an arbitrary point of the projection drawing peripheral line, and the circle and the projection drawing peripheral line are drawn.
  • the granules may be a triangle formed by three points where the two intersect, and there may be no points having an angle of 90 ° or less with an arbitrary point on the peripheral line of the projection drawing as the apex.
  • the minor axis is defined by whether or not it passes through a sieve.
  • a composition having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm is a composition that passes through a sieve having a mesh size of 5 mm and does not pass through a sieve having a mesh size of 1 mm.
  • the minor axis is preferably 1 mm or more and less than 5 mm, more preferably 1.2 mm or more and less than 4 mm, and further preferably 1.4 mm or more and less than 3 mm. From the viewpoint of rounded corners, it is preferable that "there is no point in the triangle formed by the three points whose apex is an angle of 60 ° or less at any point of the projection map peripheral line", but the angle is 80.
  • the volume of the pores is more that is preferably 0.02 cm 3 / g or more as the following pore volume 10 ⁇ m of the honeycomb structure granules by the mercury porosimetry measurement is 0.05 cm 3 / g or more It is preferably 0.1 cm 3 / g or more, and more preferably 0.1 cm 3 / g or more.
  • a plurality of compositions are connected by fibers.
  • Medical calcium carbonate composition or medical calcium phosphate composition produced from medical calcium carbonate composition may be implanted in the living body as a bone filling material, but the composition is granules or the like. In the case of particles, the operation of implanting the particles in the bone defect is complicated.
  • a composition in which a plurality of composition particles are connected by fibers, such as beads, is rich in operability. From the viewpoint of tissue affinity and strength of connection, it is more preferable that the fiber passes through the inside of the composition particles and connects a plurality of composition particles.
  • the size of the particles is not particularly limited as long as they can be connected by fibers, but for example, granules having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm are preferable.
  • the type of fiber is not limited, but in the case of a medical composition produced by a production method using a firing operation, it is necessary to use carbon fiber in order to have tissue affinity and not to be incinerated. Further, when the firing operation is not performed, the fiber is preferably a bioabsorbable fiber. For example, polyglycolic acid, polylactic acid, polycaprolactone and the like, and copolymers thereof and the like are exemplified. Also in the composition, the pores play an important role in the tissue reaction.
  • the volume of the pores is preferably larger than 0.02 cm 3 / g, more preferably 0.05 cm 3 / g or more, and 0, as the volume of pores of 10 ⁇ m or less of the composition measured by the mercury intrusion method. .1 cm 3 / g or more is more preferable.
  • the present invention it is an essential condition to satisfy at least one selected from the groups (D) to (K), but it is preferable to satisfy a plurality of them.
  • the shape of the medical calcium carbonate composition of the present invention is not particularly limited. Any shape such as a compact body, a porous body, a block body, a granule, or a plate shape may be used, but a specific porous body described later is particularly preferable.
  • Vaterite is one of the highly reactive polymorphs of calcium carbonate, but since it is a semi-stable phase and a low-temperature stable phase, it is not expected that vaterite can be sintered, and the vaterite sintered body is Not found so far. However, as will be described later, it has been found that a medical vaterite sintered body can be produced by compacting and firing calcium carbonate powder containing 20% by mass or more of vaterite.
  • the medical calcium carbonate composition of the present invention and the medical composition produced from the composition are used in a moist environment such as in the body.
  • a sintered body is an object in which powder is solidified.
  • the presence or absence of sintering in the medical vaterite sintered body is determined by maintaining the shape of the sintered body in water.
  • a glass container is filled with 10 times as much calcium carbonate saturated water as the composition, and the composition is immersed.
  • a glass container is placed in an ultrasonic cleaner with a 28 kHz output of 75 W, and ultrasonic waves are applied for 1 minute.
  • the dry weight of the composition is 95% or more of the dry weight before ultrasonic irradiation, it is judged that the composition can maintain its morphology even in water, and it is defined as a sintered body. If a part of the composition is damaged by ultrasonic irradiation, the dry weight of the composition having the maximum volume is used.
  • the medical calcium carbonate composition of is preferable from the viewpoint of the balance between the compressive strength and the reactivity. The larger the average particle size, the more the continuous ventilation holes are formed and the higher the reactivity, but the smaller the compressive strength. Further, in order to form continuous ventilation holes while maintaining the compressive strength, particles having a high degree of sphericality are preferable because they are close to close-packed packing.
  • the average particle size is preferably 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, and further preferably 4 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the sphericity is preferably 0.9 or more, more preferably 0.95 or more, and even more preferably 0.97 or more.
  • the average particle size and sphericity are measured and calculated by dividing the particles at the grain boundaries of the calcium carbonate composition. Further, if the calcium carbonate composition is excessively sintered, the continuous ventilation holes cannot be maintained. Therefore, it is preferable that the calcium carbonate particles contain a trace element whose sinterability can be controlled. This element must not affect biocompatibility.
  • Mg and Sr are selected, and the Mg content is preferably 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less, and 1 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 ⁇ . It is more preferably 3% by mass or less, and further preferably 1.5 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • the Sr content is preferably 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 ⁇ 2 % by mass or less, more preferably 4 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.3 ⁇ 10 ⁇ 2 % by mass or less, and 5 ⁇ It is more preferably 10-3 % by mass or more and 1 ⁇ 10-2 % by mass or less. It is preferable to satisfy any one of (AJ1) to (AJ4), but it is more preferable to satisfy a plurality of conditions, and it is further preferable to satisfy all of them.
  • a medical calcium carbonate composition that satisfies the condition (E). "The diameter of the circle passing through both ends of any one through hole and the three points at the center of the through hole is 1 cm or more and 50 cm or less.” Is a specific condition relating to the morphology of the medical carbonate apatite honeycomb structure. is there. Some bones are curved and curved instead of columnar. A curved pillar-shaped medical calcium carbonate honeycomb structure is useful in such bone reconstruction techniques. This is because bone is conducted inside the through hole of the medical calcium carbonate honeycomb structure, and even if the columnar honeycomb structure is processed to produce the curved honeycomb structure, the through hole is bone.
  • the through hole of the honeycomb structure does not open to the binding tissue around the bone but only to the bone surface. .. This is because the connective tissue cannot penetrate into the honeycomb structure of the structure, and only the bone tissue is conducted.
  • the honeycomb structure having the structure can be manufactured by bending the honeycomb structure and, if necessary, cutting the honeycomb structure so that a through hole is opened only on one surface.
  • the diameter of the circle passing through both ends of the through hole and the central portion of the through hole in any one of the through holes is 1 cm or more and 50 cm or less.
  • the diameter of the circle is more preferably 2 cm or more and 20 cm or less, and further preferably the diameter of the circle is 3 cm or more and 10 cm or less.
  • the raw material calcium composition may contain fibers connecting the pore-forming material and the plurality of composition particles.
  • the pore-forming material and the fibers connecting between the plurality of composition particles are excluded from the calculation of the vaterite content.
  • the pore-forming material is a material that is removed to form pores.
  • the pore-forming material does not need to be removed at the stage of producing the medical calcium carbonate composition, and may be a material that is removed at the stage of producing another medical composition using the medical calcium carbonate composition as a raw material.
  • Examples thereof include salts of sodium chloride, potassium chloride, disodium hydrogen phosphate and the like, acrylic polymer beads and the like, but a water-soluble inorganic material is preferable from the viewpoint of ease of removal step.
  • sodium chloride is used as a pore-forming material and calcium hydroxide is used as a raw material calcium composition
  • the two are mixed and then compacted, and carbon dioxide is added to convert the composition of the calcium hydroxide powder into batterite. ..
  • carbon dioxide is added to calcium hydroxide, sodium chloride does not react and is not removed.
  • Sodium chloride which is a pore-forming material, is present in a medical vaterite block.
  • the vaterite is immersed in an aqueous solution of disodium hydrogen phosphate.
  • the pore-forming material dissolves at the same time as the composition is converted to carbonate apatite.
  • a medical carbonate apatite porous body is produced.
  • the fibers are used to connect the composition particles in order to improve the operability of the composition. Since the fiber is used to improve the operability of medical calcium carbonate granules or the like, or medical calcium phosphate granules produced from the composition as a raw material, it is preferable that the fibers are present inside the particles of the granules or the like.
  • a metastable phase vaterite composition is formed by suppressing the formation of calcite, which is a stable phase, and a metastable phase vaterite is used as a stable phase.
  • a manufacturing method that suppresses the transfer to a certain calcite is useful.
  • Organic matter suppresses the formation of calcite, which is a stable phase, and relatively promotes the formation of vaterite.
  • Ammonia and ammonia salts which are inorganic substances, are also useful for suppressing the transfer to calcite, but for the sake of simplicity, they will be described as organic substances.
  • Water functions both to promote carbonation of the raw calcium composition and to promote the transfer of vaterite to calcite. In the absence of water, the raw calcium composition is not ionized. Further, the solubility of carbon dioxide in an organic solvent, which is an organic substance, is also limited, and carbon dioxide does not dissolve in water to form carbonate ions. In the presence of water, calcium ions formed from the raw material calcium react with carbonate ions formed from carbon dioxide, so that the water promotes the calcium carbonate formation reaction. When carbon dioxide is added to the raw material calcium composition, water is formed in the raw material calcium composition.
  • the same number of moles of water as vaterite is formed in the calcium hydroxide powder.
  • Water is required for vaterite formation, but excess water is not preferred for vaterite production because it promotes the phase transition from the metastable phase of vaterite to the stable phase of calcite.
  • the subject of the present invention is "(A) a volume of 10-12 m 3 or more.” It is a medical calcium carbonate composition, and it is not easy to diffuse the composition from the inside to the outside.
  • the medical calcium carbonate composition satisfying all the conditions (A) to (C) and the condition (D) is a raw material calcium composition having a volume of 10 to 12 m 3 or more (pore-forming material and a plurality of materials).
  • the composition particles of the above composition may contain fibers connecting between the particles), which are produced by exposing them to carbon dioxide or carbonate ions under specific conditions. That is, the step of "(D1) suppressing the formation of calcite or the growth of calcite crystals and relatively promoting the formation of calcium carbonate other than calcite" is a medical calcium carbonate composition that satisfies the condition of (D).
  • (D2) raw material calcium composition is carbon dioxide or carbonate ion. And exposure to at least one selected from the group of organic solvents, water-soluble organics, ammonia, and ammonium salts.
  • the formation reaction of the medical calcium carbonate composition satisfying the condition (D) needs to proceed even inside the raw material calcium composition, so that calcite formation or growth of calcite crystals is suppressed. It may be preferable to add the above-mentioned substance to the raw material calcium composition. That is, "(D3) a raw material calcium composition containing at least one selected from the group of organic solvent, water-soluble organic substance, ammonia, and ammonium salt is prepared with carbon dioxide or carbonate ion, organic solvent, water-soluble organic substance, ammonia, and the like. And exposure to at least one selected from the group of ammonium salts "may be preferred as a method for producing a medical calcium carbonate composition that satisfies the condition (D). Since the raw material calcium composition containing an organic solvent can be treated as a paste, it may be useful from the viewpoint of operability.
  • Methanol, ethanol, and ammonium carbonate are evaporative substances that are easily removed from the medical vaterite compositions produced.
  • glycerin and ethylene glycol are highly water-soluble substances and can be easily removed from the produced medical vaterite composition.
  • ethylene glycols refer to ethylene glycol and polyethylene glycol. These are preferable substances from the viewpoint of the balance between the simplicity of the manufacturing process and the effect of suppressing vaterite. That is, the step of "exposing (D4) the raw material calcium composition to carbon dioxide or carbonate ion and at least one selected from the group of methanol, ethanol, glycerin, ethylene glycols and ammonium carbonate" is the step of (D).
  • the step of exposing carbon or carbonate ions to at least one selected from the group of methanol, ethanol, and ammonium carbonate is even more preferred.
  • the "step of suppressing the transfer from (D6) vaterite to calcite” is useful as a medical calcium carbonate composition satisfying the condition (D).
  • the transfer from vaterite to calcite is facilitated by water.
  • a medical vaterite composition is produced by a reaction between a raw material calcium composition and carbon dioxide, equimolar water such as calcium carbonate is produced as a by-product inside the raw material calcium composition, so that "(D7) raw material calcium composition”
  • the step of removing water from an object is useful as a medical calcium carbonate composition satisfying the condition (D).
  • carbon dioxide or carbonate ion containing an organic solvent As a method of flowing carbon dioxide or carbonate ion containing an organic solvent around the raw material calcium composition, carbon dioxide or carbonate ion containing an organic solvent is sprayed on the raw material calcium composition with a fan or the like, or around the raw material calcium composition. It is exemplified that carbon dioxide or carbonate ion containing an organic solvent is circulated.
  • the medical vaterite composition is produced by adding carbon dioxide to the raw material calcium composition under specific conditions, and calcium hydroxide is preferable as the raw material calcium composition. This is because no composition other than water is produced as a by-product.
  • calcium hydroxide powder is used, but when the calcium hydroxide powder is immersed in a liquid phase such as an organic solvent, it collapses and cannot maintain its shape. Therefore, it is necessary to add carbon dioxide in the gas phase. On the other hand, in the gas phase, a uniform reaction is less likely to occur than in the liquid phase.
  • raw material calcium composition is converted into carbon dioxide or carbonate ion in the gas phase.
  • the step of exposing to partially carbonate and then exposing the raw material calcium composition to carbon dioxide or bicarbonate ions in the liquid phase is useful. It collapses when calcium hydroxide powder or the like is immersed in a liquid phase such as 90% ethanol, but does not collapse when calcium hydroxide paste or the like is placed in a mold and immersed in the liquid phase.
  • the step of exposing to is useful.
  • the shape of the mold is not particularly limited, but since it needs to react with carbon dioxide or carbonate ions, it must be a mold that is at least partially open and can react with external carbon dioxide or carbonate ions. Molds made of breathable material are preferred because the reaction proceeds from the entire surface.
  • the raw material calcium composition in the mold does not need to be immersed in the liquid phase, and is useful from the viewpoint of producing a medical vaterite composition having a desired form even when reacting in the gas phase.
  • a medical vaterite composition When carbon dioxide or carbonate ions are exposed to a raw material calcium composition such as calcium hydroxide powder or calcium hydroxide paste, a medical vaterite composition is produced. Sodium chloride or dihydrogen phosphate is added to the raw material calcium composition. Even if pore-forming materials and fibers such as sodium and polymer beads are contained, the pore-forming materials and fibers do not react.
  • the pore-forming material is useful for producing a porous body, and the fiber is useful for producing a composition having excellent operability.
  • a raw material calcium composition containing a pore-forming material is carbon dioxide or carbonic acid.
  • a medical calcium carbonate composition containing a pore-forming material and satisfying the condition (D) can be produced.
  • the pore-forming material may be mixed with the raw material calcium carbonate.
  • the raw material calcium composition connected by the fiber is carbon dioxide or carbonic acid. It is possible to produce a medical calcium carbonate composition that satisfies the condition (D), such as granules connected by fibers when exposed to ions. As described above, the medical calcium carbonate composition and the medical calcium phosphate composition connected by fibers are excellent in operability.
  • the raw material calcium composition is not particularly limited as long as it is a composition containing calcium, but calcium hydroxide and calcium oxide are particularly preferable. This is because, as described above, when calcium carbonate is formed in the step of exposing both carbonic acid or carbonate ions, a composition other than water is not produced as a by-product.
  • the organic solvent referred to in the present invention is a solvent for organic substances and includes a hydrous organic solvent.
  • the organic solvent include alcohol, ketone, and hexane.
  • Alcohols or ketones are preferable from the viewpoint of ability to suppress calcite formation, cost, water content, and ease of removal, lower alcohols or lower alkyl ketones are more preferable, and aliphatic alcohols having 1 to 4 carbon atoms or total carbon atoms of 3 to 6 carbon atoms.
  • the dilower alkyl ketone of is more preferred.
  • the lower alcohol include methanol, ethanol, propanol and the like. Methanol, ethanol and propanol are preferred, and methanol and ethanol are more preferred.
  • lower alkyl ketone examples include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like, and acetone and methyl ethyl ketone are particularly suitable.
  • the water-soluble organic substance referred to in the present invention is an organic substance that dissolves in water and includes a salt of the organic substance.
  • a salt of the organic substance for example, nonionic surfactants, lignin sulfonates, saccharides such as saccharose, alkylamine salt-type surfactants, glycerin, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol and the like are exemplified.
  • Water-soluble organics need to be completely removed after the medical calcium carbonate composition is made and are often less useful than evaporating organic solvents, ammonia and ammonium chloride, but glycerin, ethylene glycol and polyethylene.
  • Glycerols are highly viscous and soluble in water and may be useful in extrusion molding and removal from products.
  • ammonia, ammonium salt The ammonia referred to in the present invention is NH 3 , and includes ammonia water NH 4 OH.
  • the ammonium salt referred to in the present invention is a salt of ammonia, and examples thereof include ammonium carbonate, ammonium chloride, and ammonium nitrate. Among these, ammonium carbonate is particularly useful because it is also used in the carbonation step.
  • vaterite is a metastable phase and was known as a low temperature stable phase, it was not thought that it could be sintered.
  • a medical vaterite sintered body containing 20% by mass or more of vaterite can be produced by the step of "compacting and firing calcium carbonate powder containing 20% by mass or more of vaterite".
  • the powder and firing conditions are not particularly limited as long as the powder can be solidified to produce a sintered body, but the powder pressure is preferably 100 MPa or more, more preferably 130 MPa or more. It is more preferably 160 MPa or more.
  • the firing temperature is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, and even more preferably 240 ° C. or higher.
  • a calcium carbonate green compact containing 20% by mass or more of vaterite is fired, it is sintered, but at a certain temperature or higher, the vaterite is decomposed into calcite. Since this temperature also depends on the environment, it is not particularly limited, but in the case of atmospheric firing, the firing temperature is preferably 600 ° C. or lower, more preferably 550 ° C. or lower, and even more preferably 500 ° C. or lower.
  • the phase transition of vaterite, which is a metastable phase, to calcite, which is a stable phase is promoted by water. Therefore, firing conditions that do not contain water are preferable, and the carbon dioxide atmosphere is more preferable from the viewpoint of suppressing decomposition. Therefore, a moisture-free carbon dioxide atmosphere is even more preferred.
  • the medical calcium carbonate honeycomb structure requires "(E1) extrusion step” and one "defatting carbonation step” selected from the groups (E5) to (E9) as essential steps, and if necessary, (E2) to It is manufactured by performing a process selected from the groups (E4) and (E10).
  • ⁇ (E1) Extrusion process> In the extrusion step, the raw material calcium composition containing a polymer material is extruded through a honeycomb structure forming mold, and has a volume of 3 ⁇ 10-11 m 3 or more and a plurality of through holes extending in one direction.
  • a known polymer material is used as the polymer material.
  • the polymer material may be referred to as a polymer binder or an organic binder in the sense of binding powders, but the same meaning is used in the present invention.
  • a polymer material which is a wax-acrylic resin-based (also simply referred to as wax-based) organic binder is preferable. It is considered that this is because, unlike other molding methods, the molding of the honeycomb structure requires fluidity during extrusion and curability after extrusion. ⁇ (E2) Molding process after extrusion process> It may be useful to perform the molding step after the essential step (E1).
  • the honeycomb structure composed of the polymer material-containing raw material calcium composition is softened by heat treatment and then pressure is applied to form the honeycomb structure into a desired shape.
  • the softening temperature is adjusted depending on the type of polymer material and the like, but is generally 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
  • the post-extrusion step is after the polymer material-containing raw material calcium composition has passed through the honeycomb structure forming mold, and the polymer material-containing raw material calcium composition is extruded while the polymer material-containing raw material calcium composition is extruded.
  • honeycomb structure forming mold The case where the material is formed immediately after passing through the honeycomb structure forming mold is also defined as after the extrusion process. Further, when manufacturing a honeycomb structure in which the diameter of a circle passing through both ends of the through hole and the three points of the central portion of the through hole is 1 cm or more and 50 cm or less, it is preferable to form the honeycomb structure into the shape at this stage. In the "(E3) outer peripheral side wall removing step”, after (E1) or (E2) and before one "defatting carbonation step” selected from the group (E5) to (E9). To remove.
  • the honeycomb structure composed of the raw material calcium composition containing a polymer material is softened by heat treatment and then pressure is applied to mold the honeycomb structure into a desired shape. ..
  • the softening temperature is adjusted depending on the type of polymer material and the like, but is generally 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
  • the “defatting carbonation step” is performed.
  • the “defatting and carbonating step” means a step of defatting and forming or retaining calcium carbonate, and when the raw material calcium composition is calcium carbonate, it is not necessary to add carbon dioxide, but in the present invention. Even when calcium carbonate is used as a raw material, it is defined as a defatting carbonation step.
  • Solventing is a step of removing a polymer material, and is generally performed by heat treatment.
  • the acid dissolution residue is 1% by mass or less after the degreasing step, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, and 0.1% by mass. It is more preferably 0% by mass or less, and ideally 0% by mass.
  • Various conditions such as composition, porosity, particle size, atmosphere, temperature, degreasing time, and heating rate affect degreasing.
  • the index of degreasing is the acid-dissolved residue of the calcium carbonate composition after degreasing, and cannot be evaluated by color tone or the like. As described above, it may be necessary to carry out carbonation at the same time as degreasing or after degreasing.
  • the degreasing carbonation step is a step including at least one step selected from the following groups (E5) to (E9).
  • degreasing and carbonation are performed so that the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is larger than 0.02 cm 3 / g. Since the pore volume becomes smaller when the degreasing temperature is high, when the pore volume is 0.02 cm 3 / g or less, the pore volume can be increased by lowering the degreasing temperature.
  • Calcium carbonate is not easily pyrolyzed up to about 500 ° C. Therefore, it is not necessary to control the atmosphere up to about 500 ° C., and the atmosphere may be heated. In the atmosphere, it begins to be thermally decomposed at a temperature exceeding about 500 and becomes calcium oxide over time, but it is stable up to 920 ° C. in a carbon dioxide atmosphere. Therefore, when degreasing by heating at a temperature exceeding about 500 ° C., it is necessary to increase the partial pressure of carbon dioxide and degreas by heating under the condition that calcium carbonate is not thermally decomposed.
  • the sintering temperature of calcium carbonate varies depending on the size of the powder and the like, as will be described later. Further, in the case of producing a highly reactive calcium carbonate honeycomb, in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method, the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is larger than 0.02 cm 3 / g. Needs to be degreased and carbonated. In general, heat degreasing in the air is desirable from the viewpoint of cost and the like, but from the viewpoint of suppressing the decomposition of calcium carbonate, it is preferable to heat degreasing at a carbon dioxide concentration higher than the carbon dioxide concentration in the air.
  • the presence or absence of sintering is determined by whether or not the morphology can be maintained without collapsing under the condition of being immersed in water and irradiated with ultrasonic waves.
  • ⁇ (E6) Solvent degreasing carbonation step The porous calcium hydroxide containing a polymer material is heat degreased at an oxygen concentration of less than 30% so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and at the same time, carbonated.
  • the polymer material-containing calcium hydroxide is degreased by heating and at the same time carbonated.
  • “simultaneously” means simultaneous in one step, and in reality, degreasing is performed first by heating.
  • the oxygen concentration needs to be less than 30% as a volume% of oxygen.
  • the oxygen concentration is preferably less than 15%, more preferably less than 10%, and even more preferably in the absence of oxygen, i.e., substantially 0% oxygen concentration.
  • the degreasing behavior of the polymer material-containing calcium hydroxide and the polymer material-containing calcium carbonate is different. When calcium carbonate containing a polymer material is degreased by heating, acid dissolution residues are unlikely to remain even in the presence of oxygen. On the other hand, the polymer material-containing calcium hydroxide tends to leave an acid-dissolved residue in the presence of oxygen.
  • degreasing carbonation In order to prevent thermal decomposition of calcium hydroxide and perform degreasing carbonation, it is preferable to perform degreasing carbonation at 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower with 50% by volume or more of carbon dioxide and less than 30% by volume of oxygen.
  • One of the essential conditions of the present invention is to completely degreas the polymer material, and perform degreasing carbonation at 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower with carbon dioxide of 50% by volume or more and oxygen of less than 30% by volume. However, if it is not completely degreased, the production method is not included in the present invention.
  • a honeycomb structure in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method, degreasing and carbonation is performed so that the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is larger than 0.02 cm 3 / g. Is essential.
  • the heat treatment temperature, heat treatment atmosphere, and heat treatment time are appropriately examined, and the heat treatment is performed under conditions under which the polymer material can be completely degreased.
  • calcite porous material can be produced from the polymer material-containing calcium hydroxide porous material relatively easily, but since calcite is formed at 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, calcite is formed. In many cases, the calcite porous body that can be produced has poor reactivity. The cause of this has not been fully elucidated, but it is generally considered that heat treatment at 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower is required to form calcite having low reactivity.
  • the degreasing step may be performed at a high temperature to lower the temperature before forming calcite or vaterite.
  • heat degreasing is performed without forming calcite from the calcium hydroxide porous body containing a polymer material
  • calcium hydroxide is thermally decomposed into calcium oxide. Since it is a high temperature treatment, it has the advantage of being able to completely degreas.
  • the heat treatment temperature for producing calcium oxide is preferably 700 ° C. to 1000 ° C., more preferably 750 ° C.
  • the heat treatment temperature for producing calcium oxide from the polymer material-containing calcium carbonate porous body is preferably 500 ° C. to 1000 ° C., more preferably 530 ° C. to 800 ° C., and even more preferably 550 ° C. to 650 ° C.
  • the temperature is lowered and carbon dioxide is added to the calcium oxide porous body to produce a calcite porous body or a vaterite porous body.
  • the temperature for imparting carbon dioxide to the calcium oxide porous body is preferably 300 ° C. to 500 ° C., more preferably 310 ° C. to 400 ° C., and even more preferably 320 ° C. to 380 ° C.
  • calcium hydroxide containing a polymer material is heat-treated in the presence of carbon dioxide to obtain a calcium carbonate porous body containing a polymer material, and then heat degreased to form a calcium oxide porous body. If carbon dioxide is added to the calcium oxide porous body after lowering the temperature to produce a calcium carbonate porous body or a batelite porous body, a calcium carbonate porous body having higher mechanical strength can be produced, or a cracked calcium carbonate porous body can be produced. It becomes difficult for the body to form.
  • the temperature for imparting carbon dioxide to the calcium oxide porous body is preferably 300 ° C. to 500 ° C., more preferably 310 ° C. to 400 ° C., and 320 ° C. to 320 ° C. 380 ° C. is more preferable.
  • Calcium sulfate degreasing carbonation process When calcium sulfate is used, a calcite porous body having many micropores can be produced as compared with the case where calcium carbonate or calcium hydroxide is used. The cause of this has not been fully elucidated, but it is presumed that one of the causes is that the crystal structure of calcium sulfate is coarse. Calcium sulfate containing a polymer material is heat-defatted so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and then carbon dioxide or carbonate ions are added to the produced calcium sulfate porous body to obtain calcium carbonate. In the chemical conversion step, calcium sulfate is used as a raw material calcium composition.
  • a step of degreasing a porous calcium sulfate containing a polymer material at 700 ° C. or higher by heat treatment so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less is performed.
  • a carbonate ion is added to the produced calcium sulfate porous body to produce a medical calcium carbonate porous body.
  • Calcium sulfate is stable even at relatively high temperatures.
  • the final heat treatment temperature is preferably 750 ° C. to 1100 ° C., more preferably 800 ° C. to 1000 ° C., and even more preferably 850 ° C. to 950 ° C.
  • the cross-sectional area of the surface perpendicular to the through hole is 1 cm 2 or more, the shape is retained by extruding so that the thickness of the outer peripheral side wall is thicker than the wall thickness of the honeycomb structure due to shape retention during extrusion. This is because it is easy.
  • pressure is applied to a honeycomb structure having a heat-softened polymer material-containing raw material calcium composition, and pressure is applied to both ends of the through holes.
  • This is a manufacturing method in which a circle passing through three points at the center of a through hole is curved so that the diameter is 1 cm or more and 50 cm or less.
  • the softening temperature is adjusted depending on the type of polymer material and the like, but is generally 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
  • (E13) is a manufacturing method in which the "(E3) outer peripheral side wall removing step” is performed by grinding and the “shape finishing step performed after the (E10) degreasing carbonization step” is performed by polishing, and is excellent in outer shape. It is useful as a method for producing a medical calcium carbonate honeycomb. It is considered to be a phenomenon peculiar to the removal of the outer peripheral side wall of the raw material honeycomb structure composed of the raw material calcium composition containing a polymer material, and the outer peripheral side wall of the raw material honeycomb structure is tried to be removed by polishing using a diamond point or the like. Then, the outer peripheral side wall is deleted, but a new outer peripheral side wall is formed.
  • the outer peripheral side wall removing step is performed by grinding a canna or the like.
  • the raw material honeycomb structure is degreased and the calcium carbonate honeycomb structure produced by carbonation is subjected to the outer peripheral side wall finish removing step by grinding, chipping occurs. Therefore, it is preferable that the outer peripheral side wall removing finishing step is performed by polishing using a diamond point or the like instead of grinding.
  • (E14) is a production method in which the raw material calcium composition of the “(E1) extrusion step” is calcium sulfate anhydride.
  • Whether or not the granules are discharged from the reaction vessel is a criterion for determining whether or not the granules are closed, and the opening of the opening that prevents the granules from being discharged from the reaction vessel is defined as being substantially closed. Further, even if the reaction vessel has a mesh shape, it is defined that the introduction closing step is performed when the granules are closed so as not to be discharged from the reaction vessel.
  • ⁇ (F2) Porous formation step> This is a step of adding water or acetic acid to the calcium oxide granules inside the reaction vessel after the introduction closing step. Calcium oxide granules become calcium hydroxide or calcium acetate by reaction with water or acetic acid and swell.
  • the calcium hydroxide porous body is carbonated to become a calcium carbonate porous body.
  • the calcium acetate porous body formation is heat-treated. Calcium acetate is thermally decomposed into a calcium carbonate porous body. The heat treatment is performed at 400 ° C. or higher, which is the decomposition temperature of calcium acetate.
  • a medical calcium carbonate porous body can also be produced in the production process including all of the above (F1) to (F3). However, the compressive strength of the porous body may be small.
  • a calcium hydroxide porous body, a calcium carbonate porous body or a calcium acetate porous body is heat-treated to produce a calcium oxide porous body, and the calcium oxide is exposed to carbon dioxide to obtain the calcium carbonate porous body.
  • the manufacturing process is useful.
  • a medical calcium carbonate composition satisfying the above (F) can also be produced by curing calcium sulfate granules having an appropriate size. That is, it is possible to produce a porous body by a curing reaction between calcium sulfate granules and water containing carbonate ions, or a curing reaction between calcium sulfate hemihydrate granules or calcium sulfate anhydrous granules and water. In the former case, the calcium carbonate porous body is directly produced.
  • the composition of the porous body is converted from calcium sulfate dihydrate to calcium carbonate by a carbonation step.
  • the former is a manufacturing method including the following steps (F5) and (F6), and the latter includes the following steps (F5), (F7) and (F9), and the step (F8) is selected. It is a manufacturing method. These can provide a method for producing a medical calcium carbonate composition that satisfies the above (F). ⁇ (F5) Introduction step> In this step, calcium sulfate granules are placed in a reaction vessel.
  • ⁇ (F6) Porous formation carbonation step> This is a step of reacting calcium sulfate granules placed in a reaction vessel with carbonate ions.
  • the calcium sulfate granules placed in the reaction vessel may be immersed in an aqueous sodium carbonate solution.
  • the composition of calcium sulfate granules is converted to calcium carbonate while maintaining the macro form.
  • the granules are hardened by bridging the formed calcium carbonate crystals to form a granule-bonded porous body.
  • the composition of the calcium sulfate dihydrate porous body or the calcium sulfate anhydrous Japanese porous body is converted to calcium carbonate while maintaining the macro form, and a medical calcium carbonate porous body is produced.
  • the pore volume of the granule-bonded porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method becomes 0.05 cm 3 / g or more.
  • ⁇ (F11) Porous formation step> the granules inside the reaction vessel are heat-treated to thermally soften the surfaces and fuse them together, and by dissolving the surface of the granules. step of bonding the surfaces on each of the granules, the step of fusing the surfaces on each granules of the plasticizer, either, and the volume of 3 ⁇ 10 -11 m 3 or more and the maximum radius vector length is not less than 50 ⁇ m
  • a granule-bound porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions formed by binding a plurality of granules of 500 ⁇ m or less, and having a pore volume of 10 ⁇ m or less of the granule-bound porous body measured by a mercury intrusion method.
  • a granule-bonded porous body having a size of 0.05 cm 3 / g or more is produced.
  • the granules are heated.
  • the granules are softened, and the granules softened by the weight of the granules or the compressive stress from the reaction vessel are fused.
  • the step of binding the surfaces of the granules by dissolving the surfaces of the granules the surfaces of the granules are dissolved with a solvent such as acetone or dimethyl sulfoxide to bind the granules to each other.
  • a method of adding a plasticizer to the inside of the granules of the raw material calcium composition containing a polymer material and bringing the granules into contact with each other or a method of fusing the granules with each other.
  • An example is a method in which a plasticizer is applied to the surface of the granules to soften the surface of the granules and the granules are fused with each other.
  • the production method comprises the following (G1) and one selected from the groups (D1) to (D10) and (E5) to (E9) as essential steps, and the following (G2) and (G3) and the above (E10). ) Is the selection process.
  • the “(G1) mixing step” is a step of mixing the raw material calcium composition powder or the raw material calcium composition paste with the pore-forming material.
  • the raw material calcium has limited solubility in water such as calcium hydroxide, calcium carbonate or calcium sulfate, calcium carbonate paste is preferable because it can secure fluidity.
  • a water-soluble calcium compound such as calcium acetate
  • the raw material calcium composition is not particularly limited, but calcium oxide, calcium hydroxide, and calcium carbonate are preferable, and calcium hydroxide and calcium carbonate are particularly preferable.
  • the pore-forming material as described above, there are no particular restrictions, and examples thereof include sodium chloride, sodium dihydrogen phosphate, and polymer beads.
  • the "(G2) dusting process” is a step of compacting the raw material calcium composition powder or the mixture of the raw material calcium composition paste and the pore-forming material.
  • known dusting methods such as uniaxial pressurization including manual pressure and hydrostatic pressure pressurization can be used without limitation.
  • This step is a selection step because a constant pressure may be applied in the step of mixing the raw material calcium composition paste and the pore-forming material, and the dusting step may be unnecessary.
  • “(G3) Pore-forming material removing step” is a step of removing the pore-forming material by dissolving it in a solvent.
  • the pore-forming material is removed by a process such as immersing the medical calcium carbonate composition in disodium hydrogen phosphate. In the production stage of the medical calcium carbonate composition, it is not always necessary to remove the pore-forming material. Therefore, (G3) is a selection step.
  • a polymer material may be used as a pore-forming material.
  • the "shape finishing step performed after the (E10) degreasing carbonation step” in the carbonate apatite honeycomb structure using the polymer material may be useful. Therefore, (E10) is also a selection step.
  • the pore volume of the pore-accumulated porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method needs to be 0.05 cm 3 / g or more. The pore volume is adjusted by the mixing ratio of the raw material calcium composition powder and the solvent in the mixing step of (G1) and the dusting pressure in the dusting step of (G2).
  • the mass reduction of the polymer material of the polymer material-containing calcium composition is smaller than 1% by mass per minute in the degreasing step of 200 ° C. or higher.
  • the temperature at which the mass reduction of the calcium composition containing a polymer material is smaller than 1% by mass per minute is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and further preferably 50 ° C. or higher. preferable.
  • the reduction of the polymer material is more preferably less than 0.9% by mass per minute and even more preferably less than 0.8% by mass per minute.
  • the rate of decrease of the polymer material is not constant with respect to the temperature rise, and occurs rapidly at a specific temperature. For example, depolymerization of acrylic resin occurs rapidly at 250 ° C. Therefore, the degreasing condition can be optimized by thermogravimetric measurement. Basically, in the thermogravimetric measurement, the heating rate may be adjusted according to the differential value of the mass decrease, but it may be held for a certain period of time at a temperature about 20 degrees lower than the temperature at which the rapid mass decrease starts.
  • Control of carbon dioxide and oxygen may be preferred in the process of manufacturing medical calcium carbonate compositions.
  • the "step of degreasing with an oxygen partial pressure of (L) 30 KPa or more" may be preferable in the degreasing step.
  • the polymer material is degreased by depolymerization, evaporation, thermal decomposition, and incineration by heat treatment, but a higher oxygen partial pressure may be more likely to be degreased, and acid dissolution residues may be reduced, which may be preferable.
  • the partial pressure of oxygen in the air is about 20 KPa, but it is preferably 30 KPa or more, more preferably 60 KPa or more, and further preferably 90 KPa or more.
  • the "step of performing degreasing or carbonation with a partial pressure of carbon dioxide of (M) 30 KPa or more" may be preferably a step of degreasing or carbonation. This is because carbon dioxide is required for carbonation of the raw material calcium composition, and degreasing does not require incineration of the polymer material, and acid decomposition residue is produced by degreasing only by depolymerization, evaporation, and thermal decomposition of the polymer material. This is because may be 1% by mass or less.
  • calcium carbonate is thermally decomposed into calcium oxide from around 340 ° C. when the partial pressure of carbon dioxide is 0 KPa. Therefore, a step of degreasing or degreasing carbonation with a partial pressure of carbon dioxide of a certain level or higher may be preferable.
  • the amount of carbon dioxide in the atmosphere is limited, and in order to efficiently carbonate, the partial pressure of carbon dioxide of 30 KPa or more is preferable in the carbonation step, more preferably 60 KPa or more, and 90 KPa or more. Is even more preferable. Further, it may be preferable to degreasing in an environment equivalent to a pure carbon dioxide environment, that is, a carbon dioxide partial pressure of 101.3 KPa.
  • the "step of degreasing or carbonating with a gas of 150 KPa or more containing (N) oxygen or carbon dioxide” may be preferable in the degreasing step and the carbonation step.
  • degreasing or carbonation may be performed in the manufacturing process of the medical calcium carbonate composition. For example, if carbon dioxide is exposed to the raw material calcium composition such as flowing carbon dioxide, the raw material calcium composition is carbonated to produce a medical calcium carbonate composition, but most of the cases where carbon dioxide is flowed Carbon dioxide is not used in production and is discarded. Further, when carbonating the raw material calcium composition porous material or the raw material calcium composition green compact, there is also a problem that carbon dioxide is not easily introduced into the porous body or the soft powder.
  • a substantially closed system and pressurize the inside of the closed system.
  • oxygen or carbon dioxide permeates into the inside of the porous body or the green compact, and the raw material calcium composition is exposed to oxygen or carbon dioxide.
  • a step of degreasing or carbonating with a gas of 150 KPa or more containing oxygen or carbon dioxide is preferable.
  • the pressure of the gas is preferably 150 KPa or more, more preferably 200 KPa or more, still more preferably 300 KPa or more.
  • the gas pressure is preferably 2 MPa or less, more preferably 1 MPa or less, and 500 KPa or less. It is more preferable to have.
  • the reactor needs to be substantially closed in order to maintain the pressurized state, but it is temporarily or continuously added for the purpose of discharging the degreased polymer material component from the reactor. It is also possible to make it an open system while maintaining the pressure.
  • "(O) A step of increasing the carbon dioxide concentration in the reaction vessel by replacing part or all of the air in the reaction vessel with carbon dioxide and then introducing carbon dioxide into the reaction vessel is carbonation. May be useful in the process.
  • a method of replacing the air in the reaction vessel with carbon dioxide by introducing carbon dioxide from one of the reaction vessels and discharging the atmosphere from the other is simple and effective. Further, by introducing carbon dioxide into the reaction vessel after reducing the gas contained in the raw material calcium composition by the depressurizing step, the degree of substitution from air to carbon dioxide becomes higher. That is, in order to produce a medical calcium carbonate composition such as a medical calcium carbonate block that does not contain the raw material calcium composition from a raw material calcium composition such as calcium hydroxide powder, the inside of the green compact or the like is used. It is necessary to introduce carbon dioxide to the inside, and it may take time or it may not be possible to carbonate the inside by diffusion alone.
  • the reaction vessel may be made smaller than the atmospheric pressure of 101.3 KPa, but it is preferably 90 KPa or less, more preferably 60 KPa or less, and further preferably 30 KPa or less. .. It is necessary to reduce the air inside the calcium hydroxide powder by the depressurization step, and then introduce a gas having a carbon dioxide concentration higher than that of the air into the reaction vessel.
  • the carbon dioxide concentration should be higher than that of air, but the carbon dioxide concentration of the gas to be introduced is preferably 10% by volume or more, preferably 50% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, and is substantially pure. Ideally, it is carbon dioxide.
  • the pressure in the reaction vessel when introducing carbon dioxide into the reaction vessel is not particularly limited. However, from the viewpoint of increasing the reaction rate of the raw material calcium composition, it is preferable to introduce carbon dioxide so that the pressure in the reaction vessel becomes 101.3 KPa or more, which is the atmospheric pressure, more preferably 150 KPa or more, and 200 KPa or more. More preferred.
  • (P) Carbonation step of supplying carbon dioxide so that the pressure in the closed reaction vessel becomes a constant value is a step of adding carbon dioxide to the medical calcium composition in the closed reaction vessel. It is useful.
  • the "closed reaction vessel” in the present invention is a reaction vessel that is not an open system. In general, carbonation using a closed reaction vessel increases the cost, but when the medical calcium carbonate composition of the present invention is a medical material and it is preferable to manufacture it in a closed system from the viewpoint of preventing foreign matter from being mixed. There is. Carbon dioxide or carbonate ions are required to impart a carbonate group to the raw material calcium composition, except when the medical calcium carbonate composition is produced from the raw material calcium carbonate.
  • the purpose is to supply carbon dioxide to the inside of the reaction vessel, and if the pressure in the reaction vessel is increased more than necessary, the reaction vessel becomes expensive and the operation becomes complicated. Therefore, the pressure of carbon dioxide in the reaction vessel is preferably 0.5 MPa or less, more preferably 0.3 MPa or less, and even more preferably 0.2 MPa or less in addition to the atmospheric pressure.
  • This step is useful not only for carbonation in the gas phase but also for carbonation in the liquid phase as described in (D9) above. Further, since no gas other than carbon dioxide is consumed in the closed system, the concentration of carbon dioxide in the reaction vessel is low when only this step is performed. Therefore, a step including both this step and the "O" step is desirable.
  • the “(Q) carbonation step of stirring or circulating carbon dioxide in the reaction vessel” may be useful in the step of adding carbon dioxide to the medical calcium composition in the reaction vessel, and is particularly useful in a closed reaction vessel. May be useful when using.
  • the step is also useful in "(D8)", which is one of the methods for producing a medical calcium carbonate composition characterized by the "(D)", but is characterized by the "(D)".
  • the method is not limited to the method for producing a medical calcium carbonate composition, and may be useful as a method for producing a medical calcium carbonate composition of the present invention.
  • a composition containing calcium is widely used as the raw material calcium composition, but it is preferable that the composition of the raw material calcium composition is one selected from the group of calcium oxide, calcium hydroxide, and calcium carbonate. This is because a composition other than water is not produced as a by-product in a process of producing a medical calcium carbonate composition or the like by adding a carbonic acid component or the like to the raw material calcium composition.
  • (R1) Use calcium carbonate powder having an average particle size of 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less.
  • R2 Use calcium carbonate powder having a sphericality of 0.9 or more.
  • (R3) Use calcium carbonate powder having a Mg content of 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • R4 Use calcium carbonate powder having an Sr content of 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less.
  • (R1) relates to a specific average particle size of calcium carbonate powder, which is a raw material calcium composition.
  • the average particle size is preferably 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, and further preferably 4 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the sphericity of (R2) is preferably 0.9 or more, and more preferably 0.95 or more.
  • the Mg content of (R3) is preferably 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less, and more preferably 1 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 -3 % by mass or less. More preferably, it is 1.5 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • the Sr content of (R4) is preferably 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less, and more preferably 4 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.3 ⁇ 10 -2 % by mass or less.
  • a medical calcium sulfate curable composition that satisfies all of the following conditions (T1) to (T5) is a useful medical material because it exhibits curability.
  • T1 The acid dissolution residue is 1% by mass or less.
  • T2 The volume is 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more.
  • T3 As a medical composition, it is substantially pure calcium sulfate.
  • T4 The calcium sulfate hemihydrate content is 50% by mass or more.
  • the granules When the granules contain 50% by mass or more of calcium sulfate hemihydrate, when kneaded with water, part or all of the granules become calcium sulfate dihydrate, and the precipitated calcium sulfate dihydrate crystals are bridged. The granules combine to form a porous body. Even if the volume is less than 5 ⁇ 10 -13 m 3 , it has usefulness such as being able to cure to form a porous body, but due to its limited usefulness, the volume is 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more. There is a need.
  • the volume is preferably 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more and 1 ⁇ 10 -9 m 3 or less, and 4 ⁇ 10 -12 m 3 or more 5 ⁇ . It is more preferably 10-10 m 3 or less, and further preferably the volume is 1.4 ⁇ 10 -11 m 3 or more and 1.1 ⁇ 10 -10 m 3 or less. From the viewpoint of curability, it is essential that the calcium sulfate hemihydrate is 50% by mass or more.
  • the calcium sulfate hemihydrate is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and 90% by mass. It is more preferably% or more.
  • the formation of the calcium sulfate porous body itself is useful, but the usefulness is small when the mechanical strength of the porous body is small.
  • it is an essential condition that when a plurality of contacted compositions are immersed in water, they are cured to form a porous body having a compressive strength of 0.3 MPa or more.
  • the compressive strength of the cured product is preferably 0.5 MPa or more, more preferably 1.0 MPa or more. Since the compressive strength differs depending on the degree of contact, when different compressive strengths are obtained, the high compressive strength is defined as the compressive strength of the composition.
  • the method for producing "III Medical Calcium Sulfate Curable Composition" which comprises the following (U2) and (U3) as essential steps and (U1) and (U4) as selection steps.
  • a method for producing medical calcium sulfate hemihydrate granules, which is a medical calcium sulfate curable composition, is useful.
  • the "(U1) polymer material degreasing step” is a step of degreasing the calcium sulfate granules or blocks containing the polymer material by heat treatment to reduce the acid dissolution residue to 1% by mass or less.
  • This step is a step when using a calcium sulfate block or granules containing a polymer material as a raw material, and is a step of degreasing the raw material by heat treatment to reduce the acid dissolution residue to 1% by mass or less. It is an essential condition that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, and 0.1% by mass or less. It is more preferably present, and ideally 0% by mass.
  • the heat treatment is generally performed at 700 ° C. or higher. Since calcium sulfate becomes anhydrous at 700 ° C.
  • this step produces calcium sulfate anhydrous blocks or calcium sulfate anhydrous granules.
  • water is added to the granules or blocks of calcium sulfate anhydride or hemihydrate formed in the step of degreasing the polymer material, or calcium sulfate hemihydrate. This is a step of adding water to a Japanese powder and curing it to produce calcium sulfate dihydrate granules or blocks.
  • calcium sulfate containing a polymer material When calcium sulfate containing a polymer material is used, calcium sulfate anhydride granules or blocks are produced by the polymer material degreasing step, and therefore water is added to produce calcium sulfate dihydrate granules or blocks.
  • calcium sulfate hemihydrate powder and water are mixed and cured to produce calcium sulfate dihydrate granules or blocks.
  • the "(U3) calcium sulfate hemihydrate production step" is a step of dehydrating calcium sulfate dihydrate granules or blocks to produce calcium sulfate hemihydrate granules or blocks.
  • This step is a step of dehydrating calcium sulfate dihydrate granules or blocks in the gas phase to produce calcium sulfate hemihydrate granules or blocks so that the calcium sulfate hemihydrate content is 50% by mass or more.
  • dehydration in the gas phase such as in the atmosphere is performed by a known heat treatment, and the content of calcium sulfate hemihydrate can be easily controlled by optimizing the heat treatment time and the heat treatment temperature.
  • the “(U4) granule size adjusting step” is a step of adjusting the size so that the granules have a volume of 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more.
  • This step is a step of adjusting the size so that the granules have a volume of 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more.
  • This step may be performed anywhere in the whole process.
  • calcium sulfate powder may be mixed with a polymer material such as polyvinyl alcohol and spray-dried to obtain spherical granules having a volume of 5 ⁇ 10-13 m 3 or more.
  • the calcium sulfate block may be crushed and sieved. As mentioned above, it is necessary to adjust the volume so that it is 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more.
  • the volume is preferable to adjust the volume to 5 ⁇ 10 -13 m 3 or more and 1 ⁇ 10 -9 m 3 or less, and 4 ⁇ 10 -12 m 3 or more 5 ⁇ more preferably adjusted to 10 -10 m 3 or less, more preferably adjusted to 1.4 ⁇ 10 -11 m 3 or more 1.1 ⁇ 10 -10 m 3 or less.
  • V Medical Calcium Phosphate Composition Next, [19], that is, a medical calcium phosphate composition produced from a medical calcium carbonate composition will be described. It is characterized in that all of the following conditions (V1) to (V3) and at least one condition selected from the group of (V4) to (V10) are satisfied, and (V11) or (V12) is a selection condition.
  • the medical calcium phosphate composition to be used is highly useful. Regarding (V1), (V2), (V5), (V6), (V9), and (V10), the above-mentioned (A), (B), (F), (G), and (J), respectively, , (K) is the same as the necessity.
  • (V3) As a medical composition it is substantially pure calcium phosphate, and the composition is one selected from the group of carbonate apatite, apatite containing 4 HPOs, tricalcium phosphate, witrokite, and calcium hydrogen phosphate.
  • the condition that "there is substantially pure calcium phosphate as a medical composition” is a matter common to the medical calcium composition of the present invention, in which the composition is carbonic acid.
  • Apatite one selected from the group of apatite containing 4 HPOs, tricalcium phosphate, witrokite, and calcium hydrogen phosphate is particularly preferable because it has excellent reactivity.
  • These calcium phosphates except tricalcium phosphate cannot be basically produced by the sintering method, but can be produced by a dissolution-precipitation type composition conversion reaction using calcium carbonate or the like as a precursor in an aqueous solution.
  • the carbonate apatite is as described in Patent Document 1.
  • Apatite, witrokite, and calcium hydrogen phosphate containing 4 highly reactive HPOs can also be produced in an aqueous solution, but 4 HPOs cannot be produced by the sintering method because they become pyrophosphoric acid by heating.
  • (V4) a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction (however, the composition is tricalcium phosphate, and the pore diameter with respect to the mass of the honeycomb structure is 10 ⁇ m as measured by the mercury intrusion method).
  • the honeycomb structure that does not satisfy any of the conditions that the arithmetic average roughness (Ra) of the partition wall surface in the through hole direction is 0.7 ⁇ m or more is excluded.).
  • Ra arithmetic average roughness
  • the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is larger than 0.02 cm 3 / g.
  • the composition is other than tricalcium phosphate, there is no condition regarding the pore volume.
  • the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is 0.02 cm 3 in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method.
  • the container product is 0.04 cm 3 / g or more, further preferably 0.08 cm 3 / g or more.
  • the pore volume having a pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less is 5% or more with respect to the pore volume having a pore diameter of 6 ⁇ m or less.” is there.
  • the pore volume of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less is set to 5% or more with respect to the pore volume of 6 ⁇ m or less, but the pore volume is more preferably 7% or more and 10% or more. Is even more preferable.
  • "(V8) The maximum compressive strength obtained in either direction is equal to or greater than the reference compressive strength [S] calculated by the following formula (however, it is a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction.
  • the mercury intrusion method measurement excludes those having a pore diameter of 10 ⁇ m or less and a pore volume of 0.02 cm 3 / g or less with respect to the mass of the honeycomb structure).
  • S S 0 ⁇ C ⁇ exp ( ⁇ b ⁇ P) (Here, S 0 and b are constants, S 0 is 500, b is 0.068, C is a constant depending on the composition, 1 for apatite containing 4 HPOs or tricalcium phosphate, and 1 for whitrokite. In the case of 0.5, in the case of calcium hydrogen phosphate, 0.1, P is the percentage of the pore ratio of the composition.) ”Is a condition similar to (I) above, but the constant C is carbon dioxide. It is not a polymorph of calcium, but a constant due to composition.
  • (V11) Apatite having a carbonic acid group content of 10% by mass or more is used as a composition
  • the carbonic acid content is 10% by mass or more, it is carbonic acid apatite.
  • Carbonated apatite is highly useful because it is a vertebrate bone composition.
  • the composition is apatite having a (V12) carbonic acid group content of less than 10% by mass” is also a selection condition. Since it is an apatite having a carbonic acid group content of less than 10% by mass, it becomes a carbonate apatite and a hydroxide apatite having a small carbonic acid group content. Slow bone replacement may be desired in some cases.
  • a medical calcium phosphate composition having an apatite composition having a carbonate group content of less than 10% by mass is preferable. Since the bone replacement rate is controlled by the amount of carbonic acid groups in the apatite structure, the carbonic acid group content is more preferably 6% by mass or less, and further preferably 3% by mass or less. In some cases, hydroxyapatite containing no carbonate group is preferable.
  • Calcium phosphate compositions especially apatite, have high adsorptive capacity.
  • calcium phosphate produced in an aqueous solution has a high specific surface area.
  • a calcium phosphate composition containing a trace component that prevents infection may be preferable.
  • silver or a silver compound is useful as the trace component.
  • the medical calcium phosphate composition satisfying either (AG1) or (AG2) is a medical calcium phosphate composition useful from the viewpoint of infection prevention.
  • the medical calcium phosphate composition that satisfies either (AG1) or (AG2) and also satisfies one of the following selection conditions (AG3) to (AG10) may be a more preferable medical calcium phosphate composition. is there.
  • the need for volume requirements for (AG1) and (AG2) is the same as for (A).
  • (AG1) silver or silver compound of 0.01% by mass or more and 3% by mass or less is contained
  • (AG2) silver phosphate of 0.01% by mass or more and 3% by mass or less is contained in the calcium phosphate compound. Is a prerequisite.
  • Silver may be incorporated into the calcium phosphate crystal structure, but since silver mainly exhibits antibacterial properties as silver ions, silver or a silver compound that is not contained in the calcium phosphate crystal structure is used to prevent postoperative infection. It is valid. Further, the content of silver or a silver compound is extremely important. If the content is small, the antibacterial effect is not exhibited, and if the content is large, the tissue affinity is adversely affected. Therefore, the amount of silver or silver compound contained in the medical calcium phosphate composition needs to be 0.01% by mass or more and 3% by mass or less.
  • the content is preferably 0.02% by mass or more and 2% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or more and 1% by mass or less, and further preferably 0.05% by mass or more and 1% by mass or less. Further, it is preferable that these contents are secured except for silver contained in the calcium phosphate crystal structure.
  • the condition of (AG1), " one selected from the group of carbonate apatite, apatite containing 4 HPOs, witrokite, and calcium hydrogen phosphate" cannot be produced by the sintering method, and is a condition relating to calcium phosphate produced in an aqueous solution. Is.
  • the area ratio of the silver phosphate crystals bonded to the surface of the calcium phosphate composition is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, still more preferably 40% or more of the surface area of the silver phosphate crystals.
  • the area of silver phosphate bound to calcium phosphate is preferably 2 ⁇ 10-12 m 2 or more, more preferably 6 ⁇ 10-12 m 2 or more, and 1 ⁇ 10 -11 m 2 or more. The above is more preferable. (AG3) to (AG10) are selection conditions and do not necessarily have to be satisfied.
  • (AG3) is a selection condition for (AG1).
  • Silver phosphate which has a low solubility, may be preferable to other silver compounds because a long-term antibacterial effect can be expected.
  • the silver or silver compound is contained in the surface layer portion and the inside of the (AG4) calcium phosphate composition, and the ratio of the silver concentration in the surface layer portion to the silver concentration in the portion at least 50 ⁇ m away from the surface in the central direction is 1.2 or more.
  • Postoperative infections include early infections that occur shortly after surgery and delayed infections that occur two months after surgery, and it is desirable to prevent both.
  • a relatively high silver concentration is preferred because infection prevention has a higher priority than tissue affinity in the early postoperative period.
  • both the surface layer portion and the inside of the calcium phosphate composition contain silver or a silver compound, and the surface layer portion with respect to the silver concentration of a portion at least 50 ⁇ m away from the surface of the composition in the central direction.
  • the ratio of silver concentration is preferably 1.2 or more.
  • the ratio is more preferably 2 or more, and even more preferably 3 or more.
  • the surface layer portion and the inside of the composition are essentially the surface layer portion absorbed by osteoclasts and the inside excluding the surface layer portion. In the case of a porous body having a communication hole of 30 ⁇ m or more through which osteoclasts can invade, the inside is not the apparent surface but the part excluding the surface layer part where there is no communication hole of 30 ⁇ m or more.
  • the ratio of the concentration of silver or silver compound in the surface layer to the inside is quantified by performing surface analysis and internal analysis with an energy dispersive X-ray analyzer, an X-ray photoelectron spectroscopic analyzer, or the like.
  • the surface layer portion is a portion at a distance of less than 50 ⁇ m from the surface, and the inside is a portion at least 50 ⁇ m away from the surface. If it is difficult to measure the silver concentration in the surface layer and inside by the above measurement method, apply the calcium phosphate composition to the dissolution rate test specified in 9.3 of JIS-T0330-3 with an aqueous solution of pH 5.5.
  • the pore diameter with respect to the mass of the honeycomb structure is less than the pore volume 10 ⁇ m is 0.01 cm 3 / g or more, more preferably 0.03 cm 3 / g or more, 0.05 cm 3 / g or more Is more preferable.
  • (W2) A honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction, and the diameter of a circle passing through both ends of any one through hole and three points at the center of the through hole is 1 cm or more and 50 cm or less.
  • a honeycomb structure useful in a particular case.
  • some bones are curved and curved instead of columnar.
  • a curved pillar-shaped medical calcium phosphate honeycomb structure is useful in such bone reconstruction techniques.
  • the through hole of the honeycomb structure does not open to the binding tissue around the bone, but only to the bone surface. Is desirable.
  • the diameter of the circle passing through both ends of the through hole in any one of the through holes and the three points of the central portion of the through hole is 1 cm or more and 50 cm or less.
  • the diameter of the circle is more preferably 2 cm or more and 20 cm or less, and further preferably the diameter of the circle is 3 cm or more and 10 cm or less.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the partition wall surface in the through hole direction in the honeycomb structure is 0.7 ⁇ m or more. Is a honeycomb structure effective for cell adhesion and the like.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the partition wall surface in the through hole direction is the arithmetic mean roughness of the honeycomb surface that does not depend on the partition wall.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) is more preferably 1.0 ⁇ m or more, and further preferably 1.5 ⁇ m or more.
  • (W4) to (W7) correspond to (AJ1) to (AJ4) of [3], and are medical calcium phosphate compositions having excellent tissue affinity and bone replacement property.
  • the average particle size of (W4) is preferably 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, and further preferably 4 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the sphericity of (W5) is preferably 0.9 or more, and more preferably 0.95 or more.
  • the Mg content of (W6) is preferably 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less, and more preferably 1 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 -3 % by mass or less. More preferably, it is 1.5 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • the Sr content of (W7) is preferably 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less, and 4 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.3 ⁇ 10 -2 % by mass or less. It is preferable, 5 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1 ⁇ 10 -2 % by mass or less is more preferable.
  • the average particle size and sphericality are measured and calculated by dividing the particles at the grain boundaries of the calcium phosphate composition. It is preferable to satisfy any one of (W1) to (W7), but it is more preferable to satisfy a plurality of conditions, and it is further preferable to satisfy all of them.
  • (AH1) relates to a method for producing a calcium phosphate composition that cannot be produced by a sintering method, and "contains 0.01% by mass or more and 3% by mass or less of silver or a silver compound, and has a composition of calcium carbonate or hydroxylation.
  • a raw material calcium composition that is one selected from the group of calcium, calcium oxide, calcium sulfate, and calcium hydrogen phosphate, and is a granule or block having a volume of 10 to 12 m 3 or more.
  • a step of imparting a carbonate group to the composition is performed to convert the composition of the calcium composition into calcium carbonate.
  • the calcium hydroxide is exposed to carbon dioxide. Further, it is selected from the group of "apatite carbonate containing silver or a silver compound, apatite containing 4 HPOs, whitrokite, and calcium hydrogen phosphate by exposing to an aqueous phosphate solution or a mixed aqueous solution of a phosphate and a magnesium salt. It includes a step of converting the composition into one.
  • the aqueous solution may be simply immersed in the aqueous solution, or the aqueous solution may be spray-exposed to the raw material calcium composition by spraying or the like.
  • the exposure step can produce a calcium phosphate composition.
  • the carbonation step and the step of exposing to the aqueous phosphate solution or the mixed aqueous solution of the phosphate and the magnesium salt and the carbonation step may be performed at the same time.
  • AH2 is a calcium phosphate composition, which is a raw material calcium composition selected from the group of apatite, tricalcium phosphate, witrokite, octacalcium phosphate, and calcium hydrogen phosphate, exposed to an aqueous solution containing silver ions.
  • the step of forming silver phosphate in the raw material calcium composition is included. For example, when tricalcium phosphate is immersed in an aqueous solution of silver nitrate, tricalcium phosphate is partially dissolved and phosphate ions and calcium ions are released.
  • silver phosphate formed from silver ions and phosphate ions is smaller than that of tricalcium phosphate, silver phosphate precipitates on the surface of the tricalcium phosphate composition.
  • tricalcium phosphate is a porous body and the silver nitrate aqueous solution permeates the porous body, silver phosphate is precipitated on the surface of the tricalcium phosphate in contact with the silver nitrate aqueous solution.
  • the type and concentration of the aqueous solution containing silver ions, the immersion time, and the like are not particularly limited, but silver nitrate or silver carbonate is preferable in terms of solubility.
  • a more preferable medical calcium phosphate composition may be produced by further satisfying (AG3) to (AG10).
  • (AH3) is the production method for (AG4) of [20]. It is possible to produce calcium phosphate compositions having different silver concentrations inside and on the surface layer by adjusting the silver ion concentration and immersion time of the aqueous solution, but the production time is shorter when using aqueous solutions with different silver ion concentrations. .. In some cases, the raw material calcium phosphate composition is immersed in the first aqueous solution to precipitate a relatively low concentration of silver phosphate inside, and then immersed in a second aqueous solution to precipitate a relatively high concentration of silver phosphate on the surface.
  • (AH4) to (AH9) are conditions relating to the raw material calcium composition required for producing (AG5) to (AG10) of [20].
  • [23] relates to the medical calcium phosphate composition according to any one of [19] to [21], and particularly relates to (W4) to (W7) of [21].
  • a medical calcium phosphate composition satisfying the conditions (W4) to (W7) is achieved by using calcium carbonate powder satisfying the conditions (AI1) to (AI4) as a calcium raw material.
  • the average particle size of (AI1) is preferably 2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, and further preferably 4 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the sphericity of (AI2) is preferably 0.9 or more, and more preferably 0.95 or more.
  • the Mg content of (AI3) is preferably 5 ⁇ 10 -4 % by mass or more and 3 ⁇ 10 -3 % by mass or less, and more preferably 1 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 -3 % by mass or less. More preferably, it is 1.5 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 2.5 ⁇ 10 -3 % by mass or less.
  • the Sr content of (AI4) is preferably 3 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.5 ⁇ 10 -2 % by mass or less, and more preferably 4 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1.3 ⁇ 10 -2 % by mass or less. It is preferable, 5 ⁇ 10 -3 % by mass or more and 1 ⁇ 10 -2 % by mass or less is more preferable. It is preferable to satisfy any one of (AI1) to (AI4), but it is more preferable to satisfy a plurality of conditions, and it is further preferable to satisfy all of them.
  • the method of manufacturing a product is useful.
  • a method of immersing the medical calcium carbonate composition in an aqueous solution containing a phosphoric acid component such as a phosphate aqueous solution is preferable.
  • the type of calcium phosphate formed by adding a phosphoric acid component to the calcium carbonate composition can be controlled by the pH of the solution, coexisting ions, etc., and can be controlled by calcium carbonate apatite, hydroxyapatite, tricalcium phosphate, whitrokite, etc.
  • a medical calcium phosphate composition having a composition of octacalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate and the like can be produced.
  • medical calcium carbonate contains a carbonate group in the composition
  • the medical carbonate apatite composition containing a carbonate group in the composition is particularly useful.
  • the amount of carbonate groups in the medical carbonate apatite composition can be controlled by pH. So far, Na 2 HPO 4 having a pH of 8.9 or Na 3 PO 4 having a pH of 13.1 has been used. However, it was found that the amount of carbonate groups in the medical carbonate apatite composition can be controlled by setting the pH to less than 8.9. By setting the pH to less than 8.9, it is possible to produce a medical carbonate apatite composition having a lower carbonate group content than the previously produced carbonate apatite, but the effect is limited when the pH is 8.8. Is.
  • aqueous solution containing a phosphoric acid component having a pH of 8.5 or more and an aqueous solution containing a phosphoric acid component having a pH of less than 8.5.
  • lowering the pH of the aqueous phosphate solution accelerates the dissolution-precipitation reaction from calcium carbonate to calcium phosphate, and shortens the production time of calcium phosphate. It is presumed that this is because the dissolution reaction is accelerated when the pH is low in the dissolution and precipitation reaction from calcium carbonate to calcium phosphate, but the details have not been clarified.
  • a phosphate having a low pH may contain a carbonic acid component.
  • an aqueous solution for imparting a phosphoric acid component to a medical calcium carbonate composition (X1) an aqueous solution having a pH of 8.5 or more containing a phosphoric acid component (X2) an aqueous solution containing a phosphoric acid component having a pH of less than 8.5 Aqueous solution (X3) containing both a phosphoric acid component and a carbonic acid component having a pH of 0.5 mol or less.
  • An aqueous solution having a pH of 8.5 or more (X4) containing both a phosphoric acid component and a carbonic acid component having a pH of 0.5 mol or less.
  • Aqueous solution having a pH of less than 8.5 At least one aqueous solution selected from the group of aqueous solutions containing both a phosphoric acid component and a magnesium component is useful.
  • the medical calcium phosphate composition is produced by exposing the medical calcium carbonate composition by immersing it in an aqueous phosphate solution or the like.
  • the medical calcium carbonate composition is used as a medical calcium phosphate composition.
  • a dissolution-precipitation type reaction is used as a method for producing the composition. Therefore, the medical calcium carbonate composition needs to be dissolved from the surface.
  • the medical calcium carbonate composition may be immersed in a phosphate aqueous solution or the like, but the medical calcium carbonate composition basically has macropores or internal pores which are micropores.
  • the dissolution reaction may be hindered by a gas such as air in the internal pores.
  • a gas such as air in the internal pores.
  • unreacted calcium carbonate remains in the calcium phosphate composition, which may not be preferable as a medical calcium phosphate composition.
  • the gas in the internal pores of the medical calcium carbonate composition may be replaced with an aqueous solution containing a phosphoric acid component. That is, "a step of replacing a part or all of the gas in the pores of the medical calcium carbonate composition immersed in the aqueous solution containing the (Y1) phosphoric acid component with the aqueous solution containing the phosphoric acid component" may be performed.
  • an aqueous solution containing a phosphoric acid component around the medical calcium carbonate composition is flowed, and a part or all of the gas in the pores of the medical calcium carbonate composition is made into a phosphoric acid component.
  • a step of substituting with an aqueous solution containing is also useful. By flowing the aqueous solution containing the phosphoric acid component around the medical calcium carbonate composition, it is possible to promote the aqueous solution containing the phosphoric acid component from wetting the surface of the pores inside the medical calcium phosphate composition.
  • a "step of replacing part or all of the gas in the internal pores of the (Y5) medical calcium carbonate composition with a gas having a higher solubility in an aqueous solution containing a phosphoric acid component than air" is also useful.
  • carbon dioxide has a higher solubility in an aqueous solution containing a phosphoric acid component than air.
  • a medical calcium carbonate composition in which the internal pores are replaced with carbon dioxide is immersed in an aqueous solution containing a phosphoric acid component, carbon dioxide is dissolved in the aqueous solution containing a phosphoric acid component, so that the internal pores of the medical calcium carbonate composition are dissolved.
  • the air is replaced with an aqueous solution containing a phosphoric acid component.
  • a solvent having a smaller contact angle than water and compatible with water reduces the contact angle of an aqueous solution containing a phosphoric acid component with respect to a medical calcium carbonate composition like a surfactant, so that the medical calcium carbonate composition is not necessarily used. It is not necessary to replace all of the gas in the internal pores of the, but only a small part works well.
  • the medical calcium phosphate composition is produced by adding a phosphoric acid component to the medical calcium carbonate composition of the present invention produced by adding a carbonic acid component to a raw material calcium composition.
  • a phosphoric acid component to the medical calcium carbonate composition of the present invention produced by adding a carbonic acid component to a raw material calcium composition.
  • the "reaction vessel” is not particularly limited, and a general vessel can be used, but a vessel having an inlet and an outlet is preferable. This is because it is necessary to add the carbonic acid component and the phosphoric acid component in the reaction vessel.
  • the container is preferably a reaction container in which a column-shaped container used in chromatography or a mesh container containing a raw material calcium composition or a medical calcium carbonate composition can be placed. In the case of a column-shaped container, a uniform reaction of the composition in the container is ensured by flowing a gas or a solution through the column-shaped container.
  • the "step of adding a carbonic acid component to the (Z1) raw material calcium composition to produce a medical calcium carbonate composition” is an essential step, and the raw material calcium composition is exposed to carbon dioxide or carbonate ions to provide a carbonic acid component. Is a process of imparting. As described in (D9) above, the raw material calcium composition is exposed to carbon dioxide or carbonate ions in the gas phase to perform partial carbonation, and then the raw material calcium composition is exposed to carbon dioxide or carbonate ions in the liquid phase. There is also a step of exposure to. In such a case, in principle, it is essential to continuously perform the step after (D9) and (Z2) or (Z3). It is preferable to perform all the steps of (D9).
  • the "(Z2) cleaning step of the medical calcium carbonate composition” is a selection step. For example, it is a useful step when the raw material calcium composition containing the pore-forming material is carbonated to produce a medical calcium carbonate composition, and then the pore-forming material is washed and removed. This is a step of adding a carbonic acid component to a raw material calcium composition to produce a medical calcium carbonate composition, in which partial carbonation and the next carbonation are performed without taking out the material and using the same reaction vessel. It is not necessary and the next carbonation after partial carbonation is targeted. However, it is preferable to carry out partial carbonation and the next carbonation without taking out the material and using the same reaction vessel.
  • the “step of imparting a phosphoric acid component to the (Z3) medical calcium carbonate composition” is an essential step.
  • a medical calcium carbonate composition is immersed in an aqueous phosphate solution, a phosphoric acid component is added to the medical calcium carbonate composition, and a medical calcium phosphate composition can be produced.
  • the "(Z4) cleaning step of the medical calcium carbonate composition” is a selection step.
  • a medical calcium phosphate composition is produced by the above (Z3), and the composition contains a phosphate or the like, and is a step of removing substances other than the composition.
  • a washing step is necessary in the production of the medical calcium phosphate composition, but it is a selection step because other containers such as a sieve may be used for washing and size adjustment at the same time.
  • a medical calcium hydroxide composition characterized by satisfying all of (AB1) to (AB3) and at least one condition selected from the group of (AB4) to (AB8) is useful.
  • (AB1), (AB2), (AB4), (AB5), (AB6), (AB7), (AB8) are the above-mentioned (A), (B), (V4), (F), respectively. It is the same as (G), (J), and (K).
  • “(AB3) is substantially pure calcium hydroxide as a medical composition” is a matter common to the medical calcium composition of the present invention, but the requirement of (AB3) is that the composition is water. It is calcium oxide.
  • the medical calcium hydroxide honeycomb structure is manufactured with (AD1) and one selected from the group (AD2) to (AD5) as essential steps, and (AD6) to (AD8) as selection steps.
  • AD1, (AD6), (AD7), and (AD8) are the same as (E1), (E2), (E3), and (E4), respectively.
  • the "(AD2) degreasing step” is a step of degreasing the polymer material-containing calcium hydroxide porous body so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and the calcium hydroxide is decomposed into calcium oxide. It is necessary to degrease under conditions that do not cause carbonation or carbonation to carbonate apatite.
  • the polymer material which has become a monomer by depolymerization or the like may be removed by reducing the pressure at a temperature at which calcium hydroxide does not decompose.
  • the calcium hydroxide porous body containing the polymer material is degreased so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and is made into a calcium oxide porous body, followed by , A step of hydrating a calcium oxide porous body to obtain a calcium hydroxide porous body.
  • calcium carbonate hydration step via calcium oxide calcium hydroxide containing a polymer material is heat-treated in the presence of carbon dioxide to form a calcium carbonate porous body containing a polymer material, and then an acid-dissolved residue is formed.
  • the high molecular weight material-containing calcium carbonate porous body is degreased so that the acid dissolution residue is 1% by mass or less, and the calcium oxide porous body is obtained, and then the calcium oxide porous body is obtained.
  • the medical calcium hydroxide granule-bound porous body satisfying the condition (AB5) is produced by requiring the following (AE1) and (AE2) and at least one selected from the groups (AD2) to (AD5) as essential steps. Will be done.
  • the “(AE1) introduction step” is a step of putting calcium hydroxide granules containing a polymer material having a volume of 10 to 12 m 3 or more into a reaction vessel.
  • the "(AE2) granule bonding step” is a step of thermally softening and fusing the surfaces of the granules inside the reaction vessel by heat treatment, and melting the surfaces of the granules to each other. step of bonding a and step of fusing the surfaces on each of said granules by a plasticizer, either, and the volume of 3 ⁇ 10 -11 m 3 or more and a plurality of 50 ⁇ m or more 500 ⁇ m or less than the maximum radius vector length of This is a step of producing a granule-bound porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions, which is formed by binding the granules of the above.
  • the polymer material is softened and the granules are bonded to each other.
  • the granules may be exposed to a solvent that dissolves the polymer contained in the granules.
  • a solvent that dissolves the polymer contained in the granules.
  • the polymer material is an acrylic resin, it may be brought into contact with acetone or the like.
  • Plasticizers soften polymeric materials.
  • a known plasticizer can be used without limitation.
  • the medical calcium hydroxide porous body can be produced by thermally decomposing the calcium hydroxide porous body or the calcium carbonate porous body into a calcium oxide porous body, and then hydrating the calcium oxide porous body.
  • the shape of the granules is not particularly limited, and a sphere, an uneven shape, a crushed product, or the like can be used. Further, a dense body, a porous body, a hollow body and the like can be used without limitation. However, from the viewpoint of improving the penetrability and compressive strength of the manufactured medical calcium carbonate porous body, "(AF1) granules have a sphericity of 0.9 or more.” Or "(AF2) granules are hollow.
  • (AF1) Granules have a sphericality of 0.9 or more. Means that by using spheres or granules close to spheres, the continuity of pores formed between the granules is improved, and spherical granules are used. This is due to the fact that a porous body having high compressive strength is produced because they are easily in contact with each other.
  • the sphericity is preferably 0.9 or more, more preferably 0.92 or more, and even more preferably 0.95 or more.
  • a double pore shape is provided.
  • a porous body having a specific shape may be a particularly excellent porous body from the viewpoint of migration / conduction of cells and tissues, replacement with bone, and the like.
  • (AF3) granules having a bulk volume of 105% or more of the volume of the reaction vessel are put into the reaction vessel.
  • the granules are placed in a reaction vessel and the reaction vessel is opened so as not to be discharged from the reaction vessel. Perform an introduction closing step or an introduction step to close the part. Following the introduction closing step or the introduction step, the granules are bound by swelling or changing the composition.
  • the granules are in contact with each other or bonded to each other by some method, and increasing the contact area between the granules is effective in improving the compressive strength of the porous body. Further, it is effective to add compressive stress between the granules to increase the contact area.
  • the introduction closing step or the introduction step the granules having a bulk volume equal to or larger than the volume of the reaction vessel are placed in the reaction vessel, and if necessary, they are not discharged from the reaction vessel. It is effective to close the opening of the reaction vessel.
  • compressive stress is applied between the granules by putting the granules having a bulk volume exceeding 100% of the volume of the reaction vessel into the reaction vessel, but from the viewpoint of increasing the compressive stress applied between the granules.
  • the bulk volume of the granules to be put into the reaction vessel is preferably 105% or more, more preferably 110% or more, and further preferably 120% or more with respect to the volume of the reaction vessel.
  • ⁇ -type tricalcium phosphate ( ⁇ TCP) and a solution portion such as water are kneaded, they are dissolved and calcium ions and phosphate ions are formed in the solution.
  • the solution becomes hypersaturated with respect to calcium-deficient hydroxyapatite, calcium-deficient hydroxyapatite crystals are precipitated from the solution, and entanglement of the crystals results in a calcium-deficient hydroxyapatite cured product.
  • calcium-deficient hydroxyapatite is inferior in osteoclast absorption as compared with, for example, carbonate apatite, which is a bone composition, not a bone composition.
  • the carbonate apatite crystal is formed instead of the calcium-deficient hydroxyapatite crystal, and the carbonate apatite crystal is entangled.
  • a hardened carbonate apatite is formed.
  • Calcium carbonate is useful as a source of carbonate ions, but among calcium carbonates, calcite, which is a stable phase, has a low dissolution rate and cannot supply sufficient carbonate ions into the solution.
  • vaterite which is a metastable phase, has a higher dissolution rate than calcite and can supply a larger amount of carbonate ions in the solution. Therefore, when a mixture of vaterite and ⁇ TCP is kneaded with a solution, the precipitation of calcium-deficient hydroxyapatite crystals is small, and the precipitation of carbonate apatite crystals is predominant. Therefore, it is essential that the solid part includes vaterite and ⁇ TCP.
  • the solution part for kneading the solid part contains phosphate.
  • phosphate is not particularly limited as long as it is a phosphate that can be dissolved and supply phosphate ions into the solution, but NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , Na 3 PO 4 , KH 2 PO 4 , K.
  • the phosphate concentration in the solution is preferably 0.1 molar or higher, more preferably 0.2 molar or higher, and even more preferably 0.4 molar or higher. This is because the higher the phosphate concentration, the higher the degree of supersaturation of the solution with respect to carbonate apatite.
  • the pH of the solution is not particularly limited, but it is preferable that the pH of the solution is 6.0 or more and 9.0 or less from the viewpoint of tissue affinity.
  • the essential requirement of the solid part of the above-mentioned defect reconstruction treatment kit is that it contains vaterite and ⁇ -tricalcium phosphate. As a result, if kneaded in the above solution part, it is cured to form carbonate apatite, but from the viewpoint of the amount of carbonate apatite formed, the amount of carbonic acid groups in the carbonate apatite structure, the mechanical strength of the cured product, and the like.
  • the content of vaterite contained in the solid portion is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less, and 20% by mass or more and 40% by mass or less. Is even more preferable.
  • the solution part must contain a phosphate, but may contain at least one of an acid having multiple carboxy groups, bisulfite, cellulose derivative, dextran sulfate, chondroitin sulfate, alginate, and glucomannan. preferable. Since a phosphate is essential in the solution portion, the acid having a plurality of carboxy groups and the salt of the acid having a plurality of carboxy groups are substantially the same. Examples of the acid having a plurality of carboxy groups include a dicarboxylic acid and a tricarboxylic acid.
  • Examples of the dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, malic acid, itaconic acid, phthalic acid, glutaric acid, and maleic acid, and examples of the tricarboxylic acid include aconitic acid.
  • examples of the tricarboxylic acid include aconitic acid.
  • the concentration of the cellulose derivative added varies depending on the degree of polymerization and the like, but is generally preferably 2% by mass or less.
  • a paste obtained by kneading a solid portion with a solution to which these additives have been added may be able to suppress the property of the paste collapsing when it comes into contact with a body fluid. It is considered that this is because the permeation of water into the paste before curing causes the paste to collapse. That is, it is considered that the disintegration due to water can be suppressed by increasing the viscosity of the paste to suppress the permeation of water into the paste and promoting the curing.
  • vaterite contained in the solid part is not particularly limited, but a kit for treating bone defect reconstruction containing vaterite having a volume of 10 to 12 m 3 or more in the solid part may have a large mechanical strength of the cured product. ,preferable. Although the mechanism of increasing mechanical strength has not been elucidated, it is speculated that vaterite with a volume of 10-12 m 3 or more plays the same role as the filler in composite materials. Vaterites with a volume of 10-12 m 3 or more are not completely consumed in the reaction with ⁇ TCP. That is, calcite coated with carbonate apatite is formed in the cured body.
  • the vaterite having a volume of 10 to 12 m 3 or more is preferably contained in an amount of 10% by mass or more, and preferably 20% by mass or more, in the vaterite contained in the solid portion.
  • the average particle size of vaterite contained in the solid portion is preferably 6 ⁇ m or less.
  • the particle size is more preferably 4 ⁇ m or less, further preferably 2 ⁇ m or less. It is considered that this is because when the particle size is small, the specific surface area is large, the dissolution rate of carbonate ions and calcium ions in the solution is increased, and the formation of carbonate apatite is promoted.
  • the particle size may be preferably 0.5 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or more.
  • calcium hydroxide is an ultra-high purity product (CSH) manufactured by Ube Material Co., Ltd.
  • calcium carbonate is a karumaru ⁇ type manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. with an average particle size of 5 ⁇ m, except for those described in particular.
  • CSH ultra-high purity product
  • calcium carbonate is a karumaru ⁇ type manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. with an average particle size of 5 ⁇ m, except for those described in particular.
  • ⁇ -TCP-B manufactured by Taihei Kagaku Sangyo Co., Ltd.
  • superhard gypsum a custom-made product obtained by removing components other than calcium sulfate from New Fujirock White manufactured by GC Co., Ltd. was used.
  • Gypsum is a calcium sulfate hemihydrate. Both satisfy (B).
  • the materials produced in this example and the comparative example are all artificial materials.
  • Calcium hydroxide spheres are spray-dried with calcium hydroxide obtained by adding 0.5% by mass of Kuraray Poval PVA-205C manufactured by Kuraray Co., Ltd. as a binder. Calcium hydroxide spheres that were spheroidized by the method, passed through a 200 ⁇ m sieve, and did not pass through a 100 ⁇ m sieve were produced by sieving. In spray drying, spheres are produced by surface tension. In addition, hollow spheres were manufactured probably because they were dried from the surroundings during drying.
  • the produced calcium hydroxide spheres were heated in an electric furnace at 5 ° C./min to 1000 ° C., heated at 1000 ° C. for 6 hours, and cooled in a furnace.
  • the raw material calcium composition was mixed with a wax-based binder manufactured by Nagamine Seisakusho Co., Ltd. at a mass ratio of 75:25.
  • a mold for forming a honeycomb structure was attached to a lab plast mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., and extrusion molding was performed.
  • a polymer material-containing raw material calcium composition produced by extrusion molding is used as a composition, and a honeycomb structure of a columnar binder-containing raw material calcium composition having an outer peripheral side wall is produced, degreased, and if necessary. Carbonation and removal of the outer peripheral side wall were performed.
  • ⁇ Reaction vessel> Unless otherwise specified, a split type having a diameter of 6 mm and a height of 3 mm was used as the reaction vessel. The lower surface of the reaction vessel is closed with a glass plate, and the upper surface is opened. If the raw material is introduced into the reaction vessel from the opened upper surface and closed with a glass plate, the raw material is not discharged from the reaction vessel, but water and water vapor can permeate into the reaction vessel through the gap.
  • the reaction vessel is referred to as a split type reaction vessel having a diameter of 6 mm and a height of 3 mm. Since the volumes of the calcium composition, the calcium phosphate composition, and the raw material calcium composition of the examples were all 3 ⁇ 10-11 m 3 or more, the description of the volumes may be omitted in the examples and the comparative examples.
  • 90% methanol is a mixture of methanol and water at 90% by volume and 10% by volume
  • 90% ethanol is a mixture of ethanol and water at 90% by volume and 10% by volume
  • 90% acetone is a mixture of acetone and water in an amount of 90% by volume and 10% by volume.
  • Carbonating with 90% methanol at 4 ° C means introducing carbon dioxide at 4 ° C containing 90% methanol into a container containing the raw material calcium composition at a volume of 500 mL at 4 ° C at 100 mL per minute. is there. When the volume of the container was different, the introduction amount was calculated proportionally to determine the introduction amount. This causes 90% methanol at 4 ° C. to flow around the raw material calcium compound. Excess carbon dioxide refers to the process of discharging from the outlet of a container, reacting for 7 days, and drying.
  • vaterite and calcite are used, and as the peak of calcite, the peak area of 104 planes of calcite shown in FIG. 3 is used. If substances other than vaterite and calcite are present in the medical calcium carbonate composition, the contents of vaterite and calcite are calculated by the internal standard substance method.
  • ⁇ Average particle size> Disperse the powder in 100 mL of distilled water, disperse it with an ultrasonic cleaner with a frequency of 45 KHz-100 W for 30 seconds, and then use a laser diffraction particle size distribution measuring device (SALD-300V, manufactured by Shimadzu) within 1 minute. The particle size distribution was determined, and the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution was taken as the average particle size.
  • ⁇ Arithmetic Mean Roughness (Ra)> The arithmetic mean roughness (Ra) of the material surface was measured with a color 3D laser microscope VK-9710 manufactured by Keyence Corporation.
  • the compressive strength of the calcium hydroxide block product was measured by a universal testing machine (AGS-J type) manufactured by Shimadzu. The sample was fractured at a crosshead speed of 10 mm / min and the compressive strength was measured from the maximum force leading to the fracture.
  • AVS-J type universal testing machine
  • the bulk volume of the produced columnar composition was calculated by measuring the diameter and height. The same applies to other forms.
  • Comparative Example 3 since the volumes of all the materials produced in Examples and Comparative Examples were 10 to 12 m 3 or more, the description may be omitted in Examples and Comparative Examples.
  • the number of bacteria was adjusted to 4.35 ⁇ 10 4 CFU / mL using 1/500 ordinary bouillon medium. After sowing the bacterial solution on the sample surface, one side of the sample was covered with a polyethylene film, and the temperature was 37 ° C. and relative humidity. Incubation was carried out at 90% for 24 hours. After culturing, the bacterial solution was collected, diluted if necessary, and the number of bacteria was counted by the agar plate medium method. Cytotoxicity tests were performed in accordance with ISO10993-5: 2009.
  • MC3T3-E1 cells 1 ⁇ 10 4 MC3T3-E1 cells were seeded on the sample surface, and Eagle's minimum essential medium ⁇ -modified type, 10% fetal bovine serum, and 1% antibiotics were mixed in an incubator at 37 ° C. and a carbon dioxide concentration of 5 vol%. The solution was used as culture medium. After culturing for 24 hours, the cells were fixed with 2% glutaraldehyde, stained with Hoechst, and the number of cells was counted. When the cell viability was 70% or less, it was considered to be cytotoxic, and when the cell viability was more than 70%, it was considered to be non-cytotoxic.
  • ⁇ Evaluation of physical properties of bone defect reconstruction treatment kit> The hardening properties of the bone defect reconstruction treatment kit were measured under the conditions of 37 ° C. and 100% relative humidity. The curing time was measured by the Bicker needle method, and the indirect tensile strength was measured 24 hours after curing. The composition of the cured product was analyzed from XRD analysis and FT-IR analysis.
  • Example 1 A special grade calcium hydroxide powder made by Wako Pure Chemicals was placed in a mold and uniaxially pressed at a pressure of 20 MPa to produce a calcium hydroxide powder having a diameter of 6 mm ⁇ and a height of 9 mm. Next, 100 mL of 90% methanol was placed in a 500 mL reaction vessel, and calcium hydroxide powder was placed on a mesh placed so that the sample and the solvent did not come into contact with each other, and the temperature was adjusted to 4 ° C. 100 mL of carbon dioxide was introduced per minute through a bubbler into the 90% methanol portion of the reaction vessel and discharged from the discharge valve at the top of the reaction vessel.
  • the calcium hydroxide powder is exposed to carbon dioxide containing 90% methanol, and carbon dioxide containing 90% methanol flows around the calcium hydroxide powder.
  • Methanol suppresses the formation of calcite or the growth of calcite crystals, and relatively promotes the formation of calcium carbonate other than calcite.
  • Calcium hydroxide was cured to produce blocks with a volume of 2.5 ⁇ 10 -4 m 3.
  • carbon dioxide containing 90% methanol flowed around the calcium hydroxide powder, the water produced by the reaction between calcium hydroxide and carbon dioxide was produced from the inside of the calcium hydroxide powder. It has been evaporated and removed. From the XRD analysis (Fig.
  • phosphate was added to the medical vaterite composition by immersing the medical vaterite composition in a 1 molar Na 2 HPO 4 aqueous solution having a pH of 8.9 at 80 ° C. for 3 days.
  • the volume of the produced composition was 2.5 ⁇ 10 -4 m 3 , and the composition was pure carbonate apatite because the peak of carbonate group was detected by XRD analysis (Fig. 4) and infrared spectroscopic spectrum. It was confirmed that.
  • the amount of carbonic acid groups was 10.8% by mass.
  • the acid-soluble residue was 0% by mass.
  • the porosity was 42% and the reference compression strength was calculated to be 29 MPa, but it was confirmed that the compression strength of the composition was 32 MPa, which was equal to or higher than the reference compression strength. From these, it was confirmed that a medical carbonate apatite composition was produced by adding a phosphate to the medical vaterite composition.
  • Example 1 Carbon dioxide was exposed to the calcium hydroxide powder in the same manner as in Example 1 except that water was used instead of 90% methanol. When the calcium hydroxide powder was exposed to carbon dioxide for 7 days, the calcium hydroxide was cured to produce a block having a volume of 2.5 ⁇ 10 -4 m 3. In addition, XRD analysis revealed that the composition of the block contained 98% by mass of calcite and 2% by mass of unreacted calcium hydroxide. The acid dissolution residue was 0% by mass.
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less was 0% in the mercury intrusion method measurement of the composition.
  • the porosity was 44% and the reference compressive strength was calculated to be 25 MPa, but the compressive strength of the composition was 22 MPa, which was less than the standard compressive strength.
  • the produced calcite composition is a material not included in the present invention.
  • Example 1 From the comparison between Example 1 and this Comparative Example, carbon dioxide containing 20% by mass or more of vaterite by a step of suppressing calcite formation or growth of calcite crystals and relatively promoting calcium carbonate formation other than calcite. It was found that calcium can be produced, that methanol, which is an organic solvent, is useful for the process, and that vaterite formation proceeds faster than calcite formation.
  • the calcite block was then phosphated in the medical vaterite composition by immersing it in 2 molar disodium hydrogen phosphate at 80 ° C. for 3 days. The volume of the produced composition was 2.5 ⁇ 10 -4 m 3 , and the acid dissolution residue was 0% by mass.
  • Example 1 it was confirmed that the medical vaterite composition is rich in reactivity as compared with the calcite composition and is useful for the production of apatite.
  • Example 2 The same manufacturing method as in Example 11 of Patent Document 8 was carried out.
  • the sieved 1 to 2 mm calcium sulfate continuous porous anhydrous Japanese granules were immersed in 50 mL of a 2 molar sodium carbonate aqueous solution at 4 ° C. for 14 days.
  • the composition was analyzed by XRD analysis, the same XRD pattern as in FIG. 3b) of Patent Document 8 was obtained, and the polymorph of calcium carbonate was 83% by mass of calcite and 17% by mass of vaterite.
  • the content of vaterite was 20% by mass or less.
  • the produced calcium carbonate composition is a material not included in the present invention. From the comparison between Example 1 and this Comparative Example, usefulness of a step typified by a step using methanol, which suppresses calcite formation or growth of calcite crystals and relatively promotes calcium carbonate formation other than calcite. The sex became clear.
  • Example 3 The calcium hydroxide powder prepared in Example 1 was immersed in 50 mL of a 2 molar sodium carbonate aqueous solution at 4 ° C. Immediately after immersion, the green compact became a crumbled powder. The powder was less than 10-12 m 3 in volume. Therefore, the calcite powder produced is a material not included in the present invention. From the comparison between Example 1, Comparative Examples 1 and 2 and this Comparative Example, when carbonation is performed using a 2 molar aqueous sodium carbonate solution at 4 ° C., not only the content of vaterite formed is limited, but also.
  • Example 2 Production of raw material calcium hydroxide composition> The calcium hydroxide powder was placed in a mold and uniaxially pressed at a pressure of 5 MPa to produce a calcium hydroxide powder having a diameter of 6 mm ⁇ and a height of 9 mm. Further, the calcium hydroxide paste obtained by kneading the calcium hydroxide powder and ethanol at a mixed liquid ratio of 1.0 was compacted at 5 MPa to produce a calcium hydroxide paste green compact. Further, the raw material calcium hydroxide paste was embedded in a silicone tube having an inner diameter of 5 mm and a length of 5 mm, which was a mold, to produce a calcium paste composition in the mold.
  • the calcium hydroxide paste and sodium chloride granules which are pore-forming materials whose openings have passed through a 100 ⁇ m sieve and whose openings have not passed through a 50 ⁇ m sieve, are mixed and uniaxially applied at a pressure of 5 MPa.
  • a sodium chloride granule-containing raw material calcium hydroxide paste green powder satisfying (AB6) having a diameter of 6 mm ⁇ and a height of 9 mm was produced. All of them satisfied all the conditions (AB1) to (AB3).
  • calcium hydroxide powder granules were produced using a part of the calcium hydroxide powder.
  • the calcium hydroxide powder was crushed by poking it with a scalpel to produce calcium hydroxide powder granules that passed through a sieve having a mesh size of 2 mm and did not pass through a mesh size of 1.18 mm.
  • the granules had a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm.
  • the calcium hydroxide powder is uniaxially pressed at a pressure of 5 MPa with the fibers of the glycolic acid copolymer sandwiched therein to produce a calcium hydroxide green compact having a diameter of 2 mm ⁇ and a height of 2 mm.
  • Another calcium hydroxide powder was produced in the same step so that the portion 2 mm away from the edge became the end.
  • the reaction vessel has three screw holes (hole A, hole B, hole C) and an upper lid.
  • a Pisco tube joint install a pipe from hole A so that it reaches the bottom of the reaction vessel, and from hole B, install a pipe that is 5 cm downward from the lid of the reaction vessel.
  • the power cord of the fan was passed through the reaction vessel from the outside, and the inside of the tube joint was sealed with epoxy resin.
  • the holes A and B function as inlets and outlets.
  • 90% ethanol and a stirrer piece were placed in the reaction vessel.
  • a mesh container containing the raw material composition was placed so as not to come into contact with 90% ethanol.
  • a fan was installed on the mesh container. When the power is turned on, the fan is blown to the mesh container side. ⁇ 3.
  • Carbon dioxide replacement process With the lid of the reaction vessel closed, carbon dioxide was introduced into the reaction vessel through the hole A from the carbon dioxide cylinder. The air in the reaction vessel was discharged from the hole B, and the air in the reaction vessel was replaced with carbon dioxide. ⁇ 4. Partial carbonation process> Next, the hole B was closed, and the carbon dioxide pressure in the reaction vessel was applied to the atmospheric pressure with a carbon dioxide cylinder pressure reducing valve to 100 KPa, and the fan was turned. As a result, carbon dioxide containing 90% ethanol flowed around the raw material calcium composition. When the hole A was closed, the carbon dioxide in the reaction vessel was consumed and the pressure decreased due to the addition of the carbonic acid component to the raw material calcium composition, but the pressure reducing valve of the carbon dioxide pump was below the set pressure.
  • the carbon dioxide pressure in the reaction vessel was kept constant at 100 KPa in addition to atmospheric pressure.
  • the composition after 24 hours was analyzed by XRD, it was found that both were vaterite and calcium hydroxide containing a trace amount of calcite.
  • the composition excluding sodium chloride and fibers, which are pore-forming materials has a batteryite content of 72% by mass.
  • the calcite content is 3% by mass, the calcium hydroxide content is 25% by mass, and the calcium hydroxide paste powder, the calcium paste composition in the mold, and the raw material calcium hydroxide paste powder containing sodium chloride granules.
  • the butterite content was 62% by mass
  • the calcite content was 4% by mass
  • the calcium hydroxide content was 34% by mass.
  • the hole A was closed and the inside of the reaction vessel was depressurized from the screw hole B using a pump to dry the medical vaterite composition. After drying, the pump was stopped and air was introduced into the reaction vessel through the screw hole A to achieve atmospheric pressure.
  • the composition was separately analyzed by XRD, the composition excluding sodium chloride and fibers, which are pore-forming materials, was the case of calcium hydroxide powder, calcium hydroxide powder granules, and fiber-binding raw material calcium hydroxide powder.
  • the product was washed by introducing water at 80 ° C. from the hole A into the reaction vessel and draining the water from the hole B.
  • air was introduced from the hole B and water was discharged from the hole A.
  • the hole A closed and the temperature of the reaction vessel maintained at 80 ° C.
  • air was discharged from the hole B using a pump, and the product was dried under reduced pressure.
  • the XRD analysis and the detection of the peak of the carbonate group in the infrared spectroscopic spectrum it was confirmed that the composition was pure carbonate apatite.
  • the amount of carbonic acid groups was 10.8% by mass.
  • the acid-soluble residue was 0% by mass. In each case, the volume was 10-12 m 3 or more.
  • the carbonate apatite composition produced from the calcium carbonate composition produced from the raw material calcium hydroxide paste powder containing sodium chloride granules maintained the pore morphology, and the accumulation of a plurality of pores of 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less was confirmed. However, there were no pores having a maximum diameter length exceeding 100 ⁇ m.
  • the pore volume of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method was 0.80 cm 3 / g.
  • the pore-accumulating medical carbonate apatite porous block was produced by dissolving the sodium chloride granules, which are the pore-forming materials, and satisfying (V6). Further, it was confirmed that a fiber-bonded medical carbonate apatite block satisfying the beads-shaped (V10) was produced from the bead-shaped fiber-binding raw material calcium hydroxide powder.
  • Example 3 Example 2 ⁇ 1. Using the calcium hydroxide powder produced in the manufacturing process of the raw material calcium composition>, ⁇ 2. Installation of raw material calcium composition, etc. in the reaction vessel>, ⁇ 3. After performing the carbon dioxide substitution step>, ⁇ 4. Carbonation was carried out by extending the reaction time in the partial carbonation step> to 7 days. After 7 days, the composition of the product was analyzed by XRD analysis and found to be 95% by weight vaterite, 4% by weight calcite and 1% by weight calcium hydroxide. From the comparison between Example 2 and this Example, a medical vaterite composition can be produced from the raw material calcium hydroxide powder only by carbonation in the gas phase, but 1% by mass of unreacted calcium hydroxide remains. Therefore, it is more pure medical vaterite composition to partially carbonate in the gas phase and then carbonate in the liquid phase than to produce a medical vaterite composition only by carbonation in the gas phase. It turns out that things can be manufactured.
  • Example 4 The same process as in Example 3 was performed without rotating the fan. After 7 days, the composition of the product was analyzed by XRD analysis and found to be a mixture of 71% by weight vaterite, 4% by weight calcite and 25% by weight calcium hydroxide. In Example 3 in which carbon dioxide containing 90% ethanol was allowed to flow around the raw material calcium composition by a fan, 72% by mass of vaterite, 3% by mass of calcite, and 25% by mass of calcium hydroxide were used after 1 day. It has become. That is, it was found that in a closed reaction vessel, carbonation of the raw material calcium compound is slow unless carbon dioxide or carbonate ion containing an organic solvent is allowed to flow around the raw material calcium composition.
  • vaterite since the water formed inside the raw material calcium hydroxide powder was not removed, a phase transition from vaterite to calcite occurred and the content of vaterite was reduced. That is, in the production of a medical vaterite composition from a raw material calcium compound using a closed reaction vessel, a substance such as ethanol that suppresses calcite formation or growth of calcite crystals and relatively promotes vaterite formation is carbon dioxide. It has been found that it is useful to flow the raw material calcium composition together with carbon around the raw material calcium composition, and at the same time, remove water produced by the reaction between the raw material calcium composition and carbon dioxide by evaporation or the like.
  • Example 4 Production of raw material calcium hydroxide composition> Calcium hydroxide and ammonium nitrate granules, which are pore-forming materials that passed through a 100 ⁇ m sieve and did not pass through a 50 ⁇ m sieve, were mixed so that the ammonium nitrate content was 20% by mass, and the pressure was 5 MPa. A raw material calcium hydroxide powder containing ammonium nitrate granules having a diameter of 6 mm ⁇ and a height of 9 mm (AB7) was produced by uniaxially pressurizing with. ⁇ 2. Installation of raw material calcium composition, etc. in the reaction vessel> The reaction vessel of Example 2 was used.
  • Example 5 A vaterite-containing composition was produced under the same conditions as in Example 1 except that 90% acetone was used instead of 90% methanol.
  • the volume of the composition produced by carbonation for 7 days was 2.5 ⁇ 10 -4 m 3 .
  • the vaterite content was 38% by mass
  • the calcite content was 62% by mass
  • the acid-soluble residue was 0% by mass, confirming that the composition was pure calcium carbonate.
  • the porosity of the medical vaterite composition was 45%, and the reference compressive strength was calculated to be 0.23 MPa, but it was also confirmed that the compressive strength of the composition was 14 MPa, which was equal to or higher than the standard compressive strength. Was done. From these results, it was found that acetone, which is an organic solvent, also has an effect of suppressing the formation of calcite or the growth of calcite crystals and relatively promoting the formation of calcium carbonate other than calcite.
  • Example 6 50 g of calcium hydroxide powder was suspended in a mixed solvent of 450 mL of methanol and 50 mL of water, and carbon dioxide was bubbled at 1000 mL / min at 4 ° C. and stirred. After 2 hours, carbon dioxide bubbling was stopped. After holding for 12 hours, the powder was removed from the suspension by decantation and centrifugation and dried at 110 ° C. for 2 hours. From XRD analysis, it was confirmed that 100% by mass of vaterite powder was produced. The average particle size was 1 ⁇ m. The vaterite powder was compacted at 300 MPa to produce a vaterite powder compact.
  • the vaterite powder green compact is heated to 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., 350 ° C., 400 ° C., 450 ° C. at 1 ° C. per minute, baked at the temperature for 6 hours, and heated to room temperature. It was chilled.
  • 98% by mass of the sintered body fired at 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., and 350 ° C. was vaterite, and 2% by mass was calcite.
  • the sintered body fired at 400 ° C. 78% by mass was vaterite and 22% by mass was calcite.
  • Vaterite powder The green compact did not maintain its shape when immersed in water, and became cloudy when rubbed with water. On the other hand, none of the sintered bodies collapsed when immersed in water, and did not become cloudy when rubbed with water.
  • the heat-treated material is immersed in a glass container containing 10 times the amount of calcium carbonate saturated water, ultrasonic waves are applied for 1 minute under the condition of 28 kHz output 75 W, and the dry weight of the composition after irradiation is measured before ultrasonic irradiation. When compared with the dry weight of, it was 100% in each case.
  • the compressive strength of the vaterite powder green compact was 3.2 MPa, but the compressive strength of the sintered body fired at 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., 350 ° C., 400 ° C., and 450 ° C. was 4.
  • the estimated values were 6 MPa, 6.9 MPa, 11.3 MPa, 11.7 MPa, 12.1 MPa, and 11.8 MPa. From these results, it was confirmed that the vaterite sintered body was produced.
  • Example 7 ⁇ Polymer material-containing raw material calcium composition>
  • Nagamine is a high-purity calcium carbonate powder manufactured by Shiraishi Research Institute with a Mg content of 2 x 10-5 % by mass, an Sr content of 1.6 x 10-4 % by mass, an average particle size of 3 ⁇ m, and a sphericity of 0.88.
  • Outer peripheral side wall removal step The outer peripheral side wall of the pillar-shaped polymer material-containing raw material calcium composition honeycomb structure was removed with an electric plane. Compared with the polymer material-containing raw material calcium composition honeycomb structure that does not undergo the molding step, the polymer material-containing raw material calcium composition honeycomb structure smoothed by the molding step is easier to remove the outer peripheral side wall by the electric canna. It was. In addition, when an attempt was made to remove the outer peripheral side wall by polishing with a rotary grindstone, it was found that a new outer peripheral side wall was formed, but no new outer peripheral side wall was formed by cutting with an electric plane. ..
  • FIG. 2 shows an example of the results of mercury intrusion pore distribution analysis of a honeycomb structure manufactured at a final temperature of 480 ° C. As described above, it can be seen that there are pores having a pore diameter of 1 ⁇ m or less due to the micropores of the honeycomb partition wall other than the peak having a pore diameter of about 70 ⁇ m due to the macropores of the honeycomb structure. XRD analysis confirmed that the composition of all samples was pure calcite regardless of the final temperature.
  • Table 1 shows the final temperature, the porosity of the manufactured calcite honeycomb structure, the reference compression strength for the porosity, the compression strength, and the pore size with respect to the mass of the honeycomb structure in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method.
  • the following pore volumes are summarized.
  • the acid dissolution residue was 0% by mass.
  • the pore volumes having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure were all values larger than 0.02 cm 3 / g. Therefore, the medical calcite honeycomb structure of the present invention could be produced. In addition, all showed a compression strength higher than the standard compression strength.
  • a medical calcium carbonate honeycomb structure manufactured at a final temperature of 480 ° C or lower is immersed for 7 days, and a final temperature of 510 ° C is immersed for 28 days to impart a phosphoric acid component to the medical calcite honeycomb structure and to be pure. It was confirmed by XRD analysis and FT-IR analysis that the composition was converted to calcium carbonate apatite. The carbonic acid group content was 10.8% by mass in each case. From these, it was confirmed that a medical carbonate apatite honeycomb structure was produced. It was also clarified that the medical carbonate apatite honeycomb structure exhibits a compressive strength exceeding the standard compressive strength.
  • Example 5 The calcite honeycomb structure was manufactured by the same manufacturing method as in Example 7 except that the final temperature was set to 550 ° C. The acid dissolution residues were all 0% by mass. Other results are summarized in Table 1, and the pore volume with a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure was 0.02 cm 3 / g. Moreover, since it did not correspond to any of (D) to (K) of [1], the produced calcium carbonate composition is a material not included in the present invention. When the material was immersed in a 1 molar Na 2 HPO 4 aqueous solution at 80 ° C.
  • Example 7 the composition was partially converted to apatite, but not completely converted to apatite. .. Since a part of the composition was converted to apatite, it seems that the composition is completely converted to apatite when immersed in the solution for a longer period of time, but it was found to be unsuitable for production. From the comparison between Example 7 and this Comparative Example, the micropores in the partition wall are also important for the reactivity of the medical calcite honeycomb composition, and the pore volume having a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure is 0. It was confirmed that a condition larger than .02 cm 3 / g was an essential condition.
  • Example 8 The same production as in Example 7 was carried out using calcium carbonate having a different average particle size.
  • the sphericality of all the calcium carbonates used was 0.88, the Mg content was 2.5 ⁇ 10 -5 % by mass or less, and the Sr content was 2 ⁇ 10 -4 % by mass or less.
  • FIG. 6 shows the results of particle size distribution analysis using a laser diffraction type particle size distribution measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, SALD-300V).
  • Table 2 shows various properties of the medical calcite honeycomb structure and the medical carbonate apatite honeycomb structure. The acid dissolution residue was 0% by mass.
  • Example 9 ⁇ Polymer material-containing raw material calcium composition> Calcium hydroxide powder manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was pulverized with a jet mill to an average particle size of 1 ⁇ m. The calcium hydroxide and a polymer material which is a wax-based organic binder manufactured by Nagamine Seisakusho were mixed in a mass ratio of 75:25.
  • the cross-sectional area of the plane perpendicular to the through hole of this honeycomb structure was 4.8 cm 2 .
  • the thickness of the outer peripheral side wall was 220 ⁇ m, and the thickness of the partition wall was 75 ⁇ m.
  • ⁇ (E2) Molding process after extrusion process > The same (E2) as in Example 7 was performed.
  • ⁇ (E3) Outer peripheral side wall removal step> The same (E3) as in Example 7 was performed.
  • the cross-sectional area of the vertical surface of the through hole of the honeycomb structure was 3.9 cm 2 , and the volume was 7.8 ⁇ 10-6 m 2 . Further, the outer peripheral side wall was removed, the thickness was 0 ⁇ m, and the wall thickness of the honeycomb structure was 78 ⁇ m. As a result of XRD analysis, the composition of the produced honeycomb structure was pure calcite.
  • the acid-dissolved residue was 0% by mass, and the pore volume with a pore diameter of 10 ⁇ m or less relative to the mass of the honeycomb structure was 0.05 cm 3 / g in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method.
  • the production of the sight honeycomb structure was confirmed.
  • the porosity was 48% and the reference compressive strength was calculated to be 19 MPa, but the compressive strength of the composition in the pore direction was 82 MPa.
  • a medical calcite honeycomb structure having a more trimmed outer shape was manufactured by performing a finishing process.
  • ⁇ Phosphoric acid component addition process> Following the finishing step, the medical calcite honeycomb structure was immersed in a 1 molar Na 2 HPO 4 aqueous solution having a pH of 8.9 at 80 ° C. for 3 weeks. A small amount of calcite was unreacted in the 2-week immersion, but the composition was converted to pure carbonic acid apatite by adding a phosphoric acid component to the medical calcite honeycomb structure by the 3-week immersion, according to XRD analysis and FT-. Confirmed by IR analysis.
  • the volume was 7.8 ⁇ 10-6 m 2 , the acid dissolution residue was 0% by mass, and the pore volume with a pore diameter of 10 ⁇ m or less relative to the mass of the honeycomb structure was 0.03 cm 3 / g.
  • the production of a calcite honeycomb structure for use was confirmed.
  • the porosity was 45% and the reference compression strength was calculated to be 23 MPa, but the compression strength of the composition was 89 MPa, which was confirmed to be equal to or higher than the reference compression strength. From these, a medical carbonate apatite honeycomb structure was produced.
  • FIG. 7 is a hematoxylin-eosin-stained histopathological image at 4 weeks of implantation. Bone is conducted to the center, and high bone conductivity can be confirmed. Bone formation was observed inside all the through holes, and the bone formation area was 32% of the pore area.
  • the formation of bone can be confirmed inside the granule through hole of the carbonated apatite honeycomb structure, but the through hole in which the bone is formed is about 90%, and the bone formation area is 26% with respect to the pore area. It is low as compared with the value of bone formation for the through hole of the medical carbonated apatite honeycomb structure of the present invention. That is, from the comparison between this example and Patent Document 12, the carbonate apatite honeycomb structure is useful as a bone filling material having excellent bone-forming ability, but the degree of bone-forming ability differs depending on the presence or absence of acid-dissolving residue, and acid-dissolving residue.
  • the medical carbonated apatite honeycomb structure of the present invention containing 1% by mass or less of the substance has osteoconductivity as compared with the carbonated apatite honeycomb structure having an acid dissolution residue of more than 1% by mass, which is a material not included in the present invention. It was found that it is a medical material with excellent bone forming ability.
  • Example 6 Using the same polymer material-containing raw material calcium composition as in Example 8, the mixture was extruded through a honeycomb structure forming mold having an outer peripheral side wall of 75 ⁇ m. In some cases, the outer peripheral side wall was 75 ⁇ m and the partition wall thickness was 75 ⁇ m, but the form as a honeycomb structure could not be maintained. When the cross-sectional area of the surface perpendicular to the through hole is less than 1 cm 2 , the honeycomb structure can be maintained even if the outer peripheral side wall and the partition wall have the same thickness, and in Comparative Example and Example 8.
  • Example 7 A calcite honeycomb structure was produced by the method of Example 1 of Patent Document 12 (heat treatment temperature 450 ° C.) and the heat treatment temperatures of 600 ° C. and 700 ° C. in the method. That is, calcium hydroxide powder manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd. was pulverized with a jet mill to an average particle size of 1 ⁇ m, and calcium hydroxide and a wax-based binder manufactured by Nagamine Seisakusho Co., Ltd. were mixed at a weight ratio of 75:25. After that, a mold for honeycomb molding was attached to a lab plast mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., and extrusion molding was performed.
  • a columnar binder-containing calcium hydroxide honeycomb structure having an outer peripheral side wall was prepared from a mixture of calcium hydroxide and a binder, and after removing the outer peripheral side wall of the columnar binder-containing calcium hydroxide honeycomb structure with an electric canna.
  • the binder-containing calcium hydroxide honeycomb structure was degreased at 450 ° C., 600 ° C., and 700 ° C. under an air stream of oxygen containing 50% carbon dioxide.
  • the acid-dissolved residue of the calcite honeycomb block degreased at 450 ° C, 600 ° C, and 700 ° C under the stream of oxygen containing 50% carbon dioxide was 1.2% by mass, 0.5% by mass, and 0% by mass.
  • the pore volume pore diameter less 10 ⁇ m with respect to the mass of the honeycomb structure 0.46cm 3 /g,0.02cm 3 /g,0.01cm 3 / g met It was.
  • the produced calcium carbonate composition is a material not included in the present invention.
  • the produced calcium carbonate honeycomb structure was immersed in a 1-molar disodium hydrogen phosphate aqueous solution at 80 ° C. and a 1-molar trisodium phosphate aqueous solution at 80 ° C. for 7 days.
  • a calcium carbonate honeycomb structure manufactured at a degreasing temperature of 450 ° C. it may be phosphorylated with a disodium hydrogen phosphate aqueous solution or a trisodium phosphate aqueous solution.
  • the composition was converted to carbonated apatite to produce a carbonated apatite honeycomb structure.
  • the acid-dissolved residue was 1.2% by mass in each case, and it was found that when the calcium carbonate composition containing the acid-dissolved residue was phosphorylated, the acid-dissolved residue remained.
  • the composition is one after immersion for 7 days regardless of whether it is phosphorylated with a disodium hydrogen phosphate aqueous solution or a trisodium phosphate aqueous solution. Although it was converted to partially carbonated apatite, it was not completely converted to carbonated apatite. Therefore, it has been clarified that the medical calcium carbonate composition of the present invention cannot be produced by the production method of Patent Document 12.
  • Example 10 The following degreasing carbonation step was carried out using the polymer material-containing raw material calcium composition honeycomb structure (polymer material-containing calcium hydroxide honeycomb structure) used in Example 9.
  • the honeycomb structure is heated to 250 ° C. at 0.1 ° C. per minute under a stream of oxygen at 200 mL / min (oxygen partial pressure is about 101 KPa), held at 250 ° C. for 1 hour, and 0.1 ° C. per minute.
  • the mixture was heated to 450 ° C. and kept at 450 ° C. for 24 hours.
  • the composition at this stage was a mixture of calcium oxide and calcium hydroxide.
  • the furnace was cooled to 350 ° C. at 5 ° C. After that, the furnace was cooled.
  • the cross-sectional area of the surface perpendicular to the through hole of the manufactured honeycomb structure was 3.9 cm 2 . Further, since the outer peripheral side wall was removed, the thickness was 0 ⁇ m and the wall thickness of the honeycomb structure was 69 ⁇ m.
  • the composition of the honeycomb structure is only calcite, the acid dissolution residue is 0 mass, and in the pore distribution measurement by the mercury injection method, the pore diameter with respect to the mass of the honeycomb structure is 10 ⁇ m or less. Since the volume was 0.05 cm 3 / g, it was found that a pure medical calcite honeycomb structure was produced. The porosity was 52% and the reference compression strength was calculated to be 15 MPa, but it was confirmed that the compression strength of the composition was 60 MPa, which was equal to or higher than the reference compression strength.
  • the mass increase and mass decrease under the present degreasing carbonation condition were analyzed by a thermal mass analyzer, it was confirmed that the mass increase and mass decrease were smaller than 1.0% by mass per hour ⁇ Phosphoric acid component addition step>.
  • the medical calcite honeycomb structure was immersed in a 1 molar Na 2 HPO 4 aqueous solution having a pH of 8.9 at 80 ° C. for 3 weeks. A small amount of calcite was unreacted in the 1-week immersion, but the composition was converted to pure carbonic acid apatite by adding a phosphoric acid component to the medical calcite honeycomb structure by the 2-week immersion, according to XRD analysis and FT-. Confirmed by IR analysis.
  • the volume was 7.8 ⁇ 10-6 m 2 , the acid dissolution residue was 0% by mass, and the pore volume with a pore diameter of 10 ⁇ m or less relative to the mass of the honeycomb structure was an estimated 0.02 cm 3 / g. ,
  • the production of a carbonated apatite honeycomb structure for medical use was confirmed.
  • the porosity was 45% and the reference compression strength was calculated to be 23 MPa, but it was also confirmed that the compression strength of the composition was 89 MPa, which was equal to or higher than the reference compression strength. Comparing this example in which calcium carbonate was formed at 350 ° C. and Example 9 in which calcium carbonate was formed at 700 ° C., this example has a faster phosphorylation reaction and higher reactivity of calcium carbonate. Was found to be formed.
  • Example 11 The following degreasing carbonation step was carried out using the polymer material-containing raw material calcium composition honeycomb structure (polymer material-containing calcium hydroxide honeycomb structure) used in Example 9.
  • the honeycomb structure was heated to 250 ° C. at 0.1 ° C. per minute under an air stream of carbon dioxide at 200 mL / min (partial pressure of carbon dioxide was about 101 KPa), held at 250 ° C. for 1 hour, and 0. It was heated to 450 ° C. at 1 ° C. and kept at 450 ° C. for 24 hours. At this stage, it was confirmed by XRD analysis that calcium hydroxide was calcium carbonate.
  • the thickness was 0 ⁇ m and the wall thickness of the honeycomb structure was 67 ⁇ m.
  • the composition of the honeycomb structure is only calcite, the acid dissolution residue is 0 mass, and the pore diameter with respect to the mass of the honeycomb structure is 10 ⁇ m or less in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method. Since the pore volume was 0.04 cm 3 / g, it was found that a pure medical calcite honeycomb structure was produced.
  • the present embodiment was carried out. It was found that the medical calcium carbonate honeycomb structure produced in the example had higher compressive strength. ⁇ Phosphoric acid component addition process> Next, the medical calcite honeycomb structure was immersed in a 1 molar Na 2 HPO 4 aqueous solution having a pH of 8.9 at 80 ° C. for 3 weeks.
  • a small amount of calcite was unreacted in the 1-week immersion, but the composition was converted to pure carbonic acid apatite by adding a phosphoric acid component to the medical calcite honeycomb structure by the 2-week immersion, according to XRD analysis and FT-. Confirmed by IR analysis.
  • the volume was 7.8 ⁇ 10-6 m 2 , and the acid dissolution residue was 0% by mass.
  • the porosity was 46% and the reference compression strength was calculated to be 22 MPa, but it was confirmed that the compression strength of the composition was 120 MPa, which was equal to or higher than the reference compression strength. From these, a medical carbonate apatite honeycomb structure was produced.
  • Example 12 Using NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , NaHCO 3 , Na 2 CO 3 , and MgCl 2 , the phosphate concentration is 1 molar concentration, the carbonic acid concentration is 0 molar concentration or 0.5 molar concentration, and the pH is 4.2. An aqueous solution having a concentration of 7.2, 8.0 or 8.9 and a magnesium concentration of 0.1 molar was prepared. Next, the medical calcium carbonate honeycomb produced in Example 7 at a final temperature of 450 ° C. was immersed in the aqueous solution at 80 ° C. for 5, 7, and 28 days. The composition conversion was analyzed by XRD analysis.
  • Table 3 shows the results when the phosphoric acid concentration is 1 molar concentration, the carbonic acid concentration is 0 molar concentration or 0.5 molar concentration, and the pH is 8.0 or 8.9.
  • the acid dissolution residue was 0% by mass in each case. If the composition was not converted to pure apatite even after soaking for 28 days, a cross was marked in the table.
  • the carbonic acid group content was set to a value obtained by multiplying the carbon content obtained by elemental analysis by 5. From these analysis results, it was found that a medical carbonate apatite honeycomb structure was produced.
  • aqueous solution having a pH of 8.9 which is an aqueous solution containing a phosphoric acid component and having a pH of 8.5 or more
  • a medical carbonate apatite honeycomb composition having a carbonic acid group content of 10% by mass or more can be obtained. It was found that a medical carbonate apatite honeycomb composition having a carbonic acid group content of less than 10% by mass was produced by using an aqueous solution having a pH of less than 8.5 and an aqueous solution having a pH of less than 8.5 containing an acid component.
  • an aqueous solution having a pH of 8.0 which is an aqueous solution containing a phosphoric acid component and having a pH of less than 8.5
  • an aqueous solution having a pH of 8.5 or more containing a phosphoric acid component and having a pH of 8.9 is used. It was found that the addition of the phosphoric acid component proceeded faster and that a medical carbonate apatite honeycomb structure having a low carbonic acid group content could be produced as compared with the case of using.
  • FIG. 8 shows an electron microscope image (a) in the case where the pH is 8.9 and the phosphoric acid component is added to the medical calcite honeycomb structure with an aqueous solution containing only one molar concentration of the phosphoric acid component, and the pH is 8.9.
  • the electron microscope image (b) is shown in the case where the phosphoric acid component is added to the medical calcite honeycomb structure with an aqueous solution in which a phosphoric acid component having a concentration of 1 mol and a carbonic acid component having a concentration of 0.5 mol coexist.
  • a phosphoric acid component having a concentration of 1 mol and a carbonic acid component having a concentration of 0.5 mol coexist As is clear from the surface roughness (Ra) in Table 2, medical carbonate apatite produced when a carbonic acid component having a concentration of 0.5 mol or less coexists when a phosphoric acid component is added to a medical calcium carbonate composition. It was found that the surface roughness of the composition was increased. When the surface roughness is large, cell adhesion and bone conductivity are high. In addition, it was confirmed that all the medical carbonate apatite honeycomb structures exhibited higher compression strength than the standard compression strength.
  • Example 8 The production was carried out under the same conditions as in Example 12 except that the carbonic acid concentration of the aqueous solution to be prepared was 1.0 molar concentration. As shown in Table 3, it was found that when the carbonic acid concentration was 1.0 molar concentration, the composition was not converted to pure apatite within 28 days, unlike the case where the carbonic acid concentration was 0.5 molar concentration. From the comparison between Example 12 and this Comparative Example, when a medical carbonate apatite composition is produced using an aqueous solution containing a phosphoric acid component and a carbonic acid component, the carbonic acid group concentration may be 0.5 molar concentration or less. It turned out to be preferable.
  • Example 9 In order to evaluate the usefulness of the medical calcium carbonate composition of the present invention, a calcium carbonate block having a high compressive strength disclosed in Example 1 of PCT / JP2018 / 00193 was prepared. That is, calcium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and distilled water are mixed at a mixing ratio of 1.13, and the mixture is uniaxially pressure-molded at 20 MPa using a mold, and calcium hydroxide having a diameter of 6 mm and a height of 3 mm is formed. A green compact was produced.
  • calcium hydroxide manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the molded calcium hydroxide powder was carbonated for 48 hours with carbon dioxide having a relative humidity of 100%, and then in a 1 molar aqueous sodium hydrogen carbonate solution at 80 ° C. 4 Soaked for days. From the XRD analysis, the calcite content was 100% by mass, and the acid-soluble residue was 0% by mass. When the calcium hydroxide powder was exposed to carbon dioxide for 7 days, the calcium hydroxide was cured to produce a block having a volume of 2.5 ⁇ 10 -4 m 3. In addition, XRD analysis revealed that the composition of the block had a calcite content of 100% by mass. The acid dissolution residue was 0% by mass.
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less was 0% in the mercury intrusion method measurement of the composition.
  • the porosity was 38% and the reference compressive strength was calculated to be 38 MPa, but the compressive strength of the composition was 32 MPa, which was less than the standard compressive strength.
  • a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction, a porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions formed by combining a plurality of granules, and a plurality of throughout the medical composition.
  • the calcite composition produced is a material not included in the present invention.
  • the medical calcium carbonate composition of the present invention is a useful medical calcium carbonate composition having excellent compressive strength.
  • a calcium carbonate block porous body having a high compressive strength is prepared by the production method disclosed in Example 5 of PCT / JP2018 / 00193. did. That is, sodium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was sieved to produce 212 to 300 ⁇ m of sodium chloride. Next, the sodium chloride was mixed at a mass ratio of 1: 1 with a mixture of calcium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and distilled water at a mixing water ratio of 1.0.
  • the mixture was uniaxially pressure-molded at 20 MPa to form a calcium hydroxide green compact having a diameter of 6 mm and a height of 3 mm.
  • the produced calcium hydroxide block was carbonated with carbon dioxide having a relative humidity of 100% for 1 hour, and then immersed in a 1 molar aqueous sodium hydrogen carbonate solution at 80 ° C. for 4 days. did.
  • the block was washed with distilled water and immersed in distilled water at 80 ° C. for 24 hours to completely dissolve and wash sodium chloride. From the XRD analysis, the calcite content was 100% by mass.
  • the acid dissolution residue was 0% by mass, and the volume was 2.5 ⁇ 10 -4 m 3 .
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less was 0%.
  • a honeycomb structure having a plurality of through holes extending in one direction, a porous body having a plurality of through holes extending in a plurality of directions formed by combining a plurality of granules, and a plurality of throughout the medical composition. It does not correspond to any of the pore-accumulated porous bodies in which pores are accumulated.
  • the porosity was 65% and the reference compressive strength was calculated to be 6 MPa, but the compressive strength of the composition was 0.8 MPa, which was less than the standard compressive strength. Therefore, the calcite composition produced is a material not included in the present invention.
  • the medical calcium carbonate composition of the present invention is a useful medical calcium carbonate composition having excellent compressive strength.
  • Example 13 The polymer material-containing raw material calcium composition (polymer material-containing calcium hydroxide) produced in Example 9 was used.
  • ⁇ (E1) Extrusion process> A mold for forming a honeycomb structure was attached to a lab plast mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., and extrusion molding was performed to prepare a pillar-shaped polymer material-containing raw material calcium composition honeycomb structure having an outer peripheral side wall as an intermediate.
  • ⁇ (E2) Molding process after extrusion process> Extruded high molecular weight material-containing raw material calcium composition Before the honeycomb structure is cooled to room temperature, it is pressed against a columnar stainless steel having a diameter of 10 cm heated to 100 ° C.
  • the inside of the electric furnace was set to a carbon dioxide atmosphere, the temperature was raised from room temperature to 700 ° C., heat treatment was performed at 700 ° C. for 48 hours, and the furnace was cooled (carbonation step).
  • the cross-sectional area of the surface perpendicular to the through hole of the manufactured honeycomb structure was 3.7 cm 2 . Further, since the outer peripheral side wall was removed, the thickness was 0 ⁇ m and the wall thickness of the honeycomb structure was 67 ⁇ m.
  • the diameter of the circle passing through both ends of the through hole and the three points at the center of the through hole was 10.2 cm.
  • XRD analysis it was found that the only inorganic composition was calcite.
  • the residue was 0% by mass, and in the pore distribution measurement by the mercury intrusion method, the pore volume with a pore diameter of 10 ⁇ m or less with respect to the mass of the honeycomb structure was 0.05 cm 3 / g. It was found that a pure calcium carbonate composition was produced.
  • ⁇ Phosphoric acid component addition process> Following the finishing step, the medical calcite honeycomb structure was immersed in a 1 molar Na 2 HPO 4 aqueous solution having a pH of 8.9 at 80 ° C. for 3 weeks.
  • Example 14 Calcium sulfate hemihydrate powder manufactured by Nakarai Co., Ltd. is heat-treated at 700 ° C. to obtain calcium sulfate anhydride, which is then pulverized with a jet mill to an average particle size of 1 ⁇ m. Mixing was performed so that the volume ratio of calcium sulfate to the material was 50%, 53%, and 57%.
  • the following degreasing carbonization step was performed using the raw material calcium composition honeycomb structure produced by the same step as ⁇ (E4) Molding step after the outer peripheral side wall removing step>.
  • ⁇ (E6) Solvent degreasing carbonation step> The honeycomb structure was heated to 900 ° C. in the air so that the weight raw material derived from the polymer material was 1% by mass or less per minute, heat-treated at 900 ° C. for 24 hours, and cooled in a furnace. As a result of XRD analysis, the composition of the honeycomb structure was only calcium sulfate anhydride.
  • the carbonated aqueous solution an aqueous solution having a pH of 9 was used by mixing a 2 molar aqueous solution of sodium hydrogen carbonate and a 2 molar aqueous solution of sodium carbonate.
  • the honeycomb was immersed in a carbonated aqueous solution at 40 ° C. for 4 days.
  • the composition was pure calcite.
  • the acid dissolution residue had 0 mass, it was found that a pure medical calcium carbonate honeycomb structure was produced.
  • Table 4 shows a medical calcite honeycomb structure produced from a sample prepared so that the volume ratio of calcium sulfate to the wax-based polymer material manufactured by Nagamine Seisakusho Co., Ltd.
  • FIG. 9 shows a rabbit femur with a medical carbonate apatite honeycomb structure produced in the same manner as in Example 14 from a sample prepared so that the volume ratio of calcium sulfate to a mixture of a polymer material and calcium sulfate was 50%.
  • FIG. 10 is a hematocrit-eosin-stained histopathological image 12 weeks after implantation.
  • the carbonate apatite honeycomb structure is also useful as a scaffold for cell culture, particularly as a scaffold for cell culture of bone marrow cells or stem cells.
  • Example 15 Manufacture of a pore-accumulated phenol formaldehyde body in which a plurality of pores having a maximum diameter of 50 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less are accumulated via a partition wall or a penetrating portion between partition walls and do not contain pores having a maximum diameter length of 800 ⁇ m or more was examined using calcium sulfate hemihydrate (Wako Pure Chemical Reagent Special Grade) and a spherical phenol resin having a particle size of 100 ⁇ m (LPS-C100 manufactured by Lignite Co., Ltd.) as a pore-forming material. For comparison, a sample containing no spherical phenol resin was also produced.
  • ⁇ Mixing process> Mix with calcium sulfate hemihydrate so that the spherical phenol resin is 0, 10, 20, 30, 40% by mass, use distilled water, and knead the paste so that the mixing ratio is 0.23. Manufactured.
  • ⁇ Powder process> The paste was manually introduced into a split mold capable of producing a sample having a diameter of 6 mm and a height of 3 mm, the opening was closed with a glass plate, and the mixture was cured for 3 hours.
  • ⁇ Solvent degreasing carbonation process> The cured product is heated to 300 ° C. at 0.13 ° C. per minute in the atmosphere using an electric furnace, heat-treated at 300 ° C. for 24 hours, heated to 700 ° C.
  • the cured product was immersed in an aqueous solution having a pH of 9 by mixing a 2 molar aqueous solution of Na 2 CO 3 and a 2 molar aqueous solution of Na HCO 3 at 90 ° C. for 24 hours. After immersion, it was washed with distilled water at 90 ° C.
  • the composition was all pure calcite. Moreover, the acid dissolution residue was all 0 mass.
  • Table 5 summarizes the properties of the product.
  • the "percentage of pore volume (%)" is the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less expressed in% by the mercury intrusion method measurement.
  • the sample to which the spherical phenol resin is not added is not a porous body in which "multiple pores are accumulated through a partition wall or a penetrating portion between partition walls", but the medical calcite of the present invention exhibiting a compressive strength exceeding the standard compressive strength.
  • the sample prepared from calcium sulfate hemihydrate containing 10, 20, 30, and 40% by mass of spherical phenol resin has the present invention "a plurality of pores having a maximum diameter of 50 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less are partition walls or between partition walls. It was confirmed that it is a pore-accumulated carsite porous body that is accumulated through the penetrating portion and does not contain pores having a maximum diameter and length of 800 ⁇ m or more.
  • ⁇ Phosphoric acid component addition process A medical pore-accumulated calcite porous body prepared from calcium sulfate hemihydrate containing 10, 20, 30, and 40% by mass of spherical phenol resin was immersed in a 1 molar concentration Na 2 HPO 4 aqueous solution at 80 ° C. for 7 days. .. By XRD analysis and FT-IR analysis, it was confirmed that the phosphoric acid component was added to the medical pore-forming calcite porous body and the composition was converted to carbonic acid apatite.
  • FIG. 11 shows rabbits with a 6 mm diameter-3 mm high medical carbonate apatite composition and a medical pore-accumulated carbonate apatite porous body prepared from calcium sulfate hemihydrate containing 0, 30, 40% by mass of spherical phenol resin.
  • the histopathological image of the femoral defect which was implanted in the femur defect and excised 4 weeks (4 W) and 12 weeks (12 W) into a mass with the surrounding bone and stained with hematoxyeosin, is shown.
  • carbonic acid apatite is described as CO 3 Ap
  • the material is described as M
  • the numbers in parentheses are spherical phenol resins introduced at the time of raw material. All show excellent tissue affinity and no inflammatory reaction is observed.
  • the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less is 10% or more, and the pores of about 100 ⁇ m are combined to form a medical pore-accumulated carbonic acid.
  • the bone was replaced from the surroundings as shown in (b) and (c). Osteoclasts, osteoblasts, and erythrocytes were observed from the enlarged histology today, confirming that the bone replacement was in harmony with bone remodeling.
  • the medical calcium carbonate composition in which the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less is 10% or more in the measurement by the mercury intrusion method is highly reactive for medical use. It turned out to be a material.
  • the medical carbonate apatite composition in which the ratio of the pore volume of the pore diameter of 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less to the pore volume of the pore diameter of 6 ⁇ m or less is less than 10% in the mercury intrusion method measurement, as shown in (e). It was confirmed that bone replacement started from the surrounding area at the 12th week of implantation.
  • Hydroxyapatite is a typical bone filling material that has been clinically applied.
  • the histopathological images obtained when this material is implanted in the femur of a rabbit in the same manner as in Example 15 are shown in FIGS. 11 (d) and 11 (h).
  • hydroxyapatite is described as HAp
  • the material is described as M
  • the numbers in parentheses are spherical phenol resins introduced at the time of raw material. This material also did not provoke an inflammatory response.
  • the pore-accumulated hydroxyapatite porous body having pores of about 100 ⁇ m bonded has a structure similar to that of the medical pore-accumulated carbonate apatite porous body, the histopathological image of the pore-accumulated carbonated apatite porous body (c).
  • the tissue invasion into the material was extremely limited at the stage of 4 weeks after implantation, and it was found from the high-magnification image that the invaded tissue had more apatite than the bone tissue.
  • the tissue including the bone tissue had invaded the central part of the material, but it was found that the material maintained its original shape and almost no bone replacement occurred. From the comparison between Example 15 and the present comparative example, it was clarified that the medical carbonate apatite composition of the present invention is extremely useful as a bone filling material.
  • Example 16 ⁇ Manufacture of hollow CaO granules with a sphericality of 0.9 or more> 0.5 mass% polyvinyl alcohol (Kuraray Poval PVA-205C) was added to calcium hydroxide, and the suspension was spray-dried to produce calcium hydroxide hollow spheres.
  • the hollow spherical calcium hydroxide was heated to 1000 ° C. at 50 ° C. per minute and fired at 1000 ° C. for 6 hours to produce CaO hollow spheres, which were sieved. It was confirmed by ⁇ CT that it had a hollow structure.
  • the sphericality was 0.98, the average diameter was 1.60 ⁇ 10 -4 m, and the average volume was 1.6 ⁇ 10 -12 m 3 .
  • ⁇ Introduction closing process> The CaO hollow sphere was placed in a split-type reaction vessel having a diameter of 6 mm and a height of 3 mm, the upper and lower parts of the reaction vessel, which were openings, were covered with glass plates, and the reaction vessel was closed with a C-type clamp. ⁇ Porosity forming process> Next, the reaction vessel was immersed in water.
  • the composition was pure calcium carbonate having a vaterite content of 79% by mass and a calcite content of 21% by mass.
  • the residue was 0% by mass, indicating that a pure medical calcium carbonate porous body was produced.
  • a medical vaterite composition can be produced even when the temperature is 15 ° C.
  • the porosity was 60% and the reference compression strength was calculated to be 0.1 MPa, but it was confirmed that the compression strength of the composition was 5 MPa, which was equal to or higher than the reference compression strength.
  • FIG. 13 shows the results of a histopathological search in which the sample was taken out together with the surrounding tissue at the 4th week of implantation.
  • the medical carbonate apatite porous bodies were replaced by bone. No carbonated apatite composition has been found so far in which almost all of the bone is replaced at the 4th week of implantation. Therefore, it was found that the medical carbonate apatite porous body of the present invention is an extremely useful medical material as a bone filling material.
  • Example 17 ⁇ Calcium sulfate dihydrate manufacturing process> Calcium sulfate hemihydrate powder was kneaded at a mixing ratio of 0.14, excess water was removed at 20 MPa, and the mixture was cured for 24 hours to prepare a block.
  • the block was calcium sulphate dihydrate containing calcium sulphate hemihydrate.
  • the acid dissolution residue was 0% by mass, and the volume of typical granules was 1.8 ⁇ 10-12 m 3 . From this, it was confirmed that a medical calcium sulfate composition could be produced.
  • ⁇ Introduction process> The calcium sulfate hemihydrate granules were placed in a split-type reaction vessel having a diameter of 6 mm and a height of 9 mm, the upper and lower parts of the reaction vessel, which were openings, were covered with glass plates, and the reaction vessel was fixed with a C-type clamp. The bulk volume of the calcium sulfate hemihydrate granules was 120% with respect to the volume of the reaction vessel.
  • ⁇ Porosity forming process> Next, the reaction vessel was immersed in water. Water was introduced into the reaction vessel through the gap between the glass plate and the split-type reaction vessel, and the calcium sulfate hemihydrate granules were hydrated and cured to produce a granule-bound porous body. As a result of XRD analysis, it was confirmed that calcium sulfate dihydrate was formed. The compression strength of the produced calcium sulfate dihydrate porous body was 1.2 MPa. ⁇ Heat treatment process> For the purpose of improving the mechanical strength of the produced calcium sulfate dihydrate granule-bound porous body, the porous body was heated to 900 ° C. at 1 ° C.
  • FIG. 14 shows a scanning electron microscope image. From the scanning electron microscope image and ⁇ CT analysis, it was confirmed that the granule-bound porous body had a maximum diameter and length of 110 to 230 ⁇ m. Moreover, it was confirmed from the XRD analysis that the composition was calcite.
  • the porosity is 58% and the standard compression strength is 9.7 MPa, but the compression strength is 7.9 MPa, and the pore volume of the granule-bonded porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method is 0.65 cm 3 / g. Met.
  • the residue was 0% by mass, indicating that a pure medical calcium carbonate porous body was produced.
  • ⁇ Phosphate application process> Next, the medical calcium carbonate porous body was immersed in disodium hydrogen phosphate at a concentration of 0.1 molar at 60 ° C. for 14 days.
  • Example 18 ⁇ Granule-bound porous body forming step: Production of raw material calcium composition granule-bound porous body containing polymer material> Calcium hydroxide powder and acrylic resin (Dianal BR-105 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) were kneaded at 45:55 and kneaded at 170 ° C. for 2 hours. The calcium hydroxide granules containing a polymer material having a minor axis of 100 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less were produced by pulverization and sieving.
  • the acid-soluble residue was 0% by mass, the porosity was 48%, and the pore volume of the granule-bonded porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method was 0.12 cm 3 / g.
  • the reference compression strength was calculated to be 19 MPa, but the compression strength of the composition was 29 MPa, which was confirmed to be equal to or higher than the reference compression strength. From these, it was confirmed that a medical calcite porous body was produced. ⁇ Phosphorylation process> Next, the medical calcite porous body was immersed in disodium hydrogen phosphate at a concentration of 2 molars at 80 ° C. for 28 days.
  • composition was pure carbonate apatite.
  • the acid-soluble residue was 0% by mass.
  • porosity was 48%, and the pore volume of the granule-bound porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method was 0.08 cm 3 / g.
  • the reference compression strength was calculated to be 19 MPa, but the compression strength of the composition was 24 MPa, which was confirmed to be equal to or higher than the reference compression strength. From these, it was confirmed that a medical carbonate apatite porous body was produced.
  • Example 19 Using the same polymer material-containing calcium hydroxide granules as in Example 18, the same introduction step as in Example 18 was performed. ⁇ Granule binding process> Then, the calcium hydroxide granules containing the polymer material together with the reaction vessel were immersed in methyl ethyl ketone as a plasticizer. After 5 seconds, the reaction vessel was removed from the methyl ethyl ketone and the excess methyl ethyl ketone in the reaction vessel was removed by impregnating the filter paper.
  • Example 20 The production was carried out in the same manner as in Example 19 except that a 3% by volume normal hexane solution of dibutyl terephthalate, which is a plasticizer, was used instead of the methyl ethyl ketone used in Example 19. It was confirmed by XRD analysis that the produced porous body was pure calcite. The acid-soluble residue was 0% by mass, the porosity was 51%, and the pore volume of the granule-bonded porous body of 10 ⁇ m or less as measured by the mercury intrusion method was 0.14 cm 3 / g. The reference compression strength was calculated to be 16 MPa, but the compression strength of the composition was 22 MPa, which was confirmed to be equal to or higher than the reference compression strength. From these, it was confirmed that a medical calcite porous body was produced.
  • Example 21 50 mg of carbonated apatite granules produced in Example 2 was immersed in 0.15 mL of water in which 1.5 ⁇ g of fibroblast growth factor (FGF-2) manufactured by Kaken Pharmaceutical Co., Ltd. was dissolved at 0 ° C. for 120 minutes, and the carbonated apatite granules were immersed.
  • FGF-2 fibroblast growth factor
  • Hydroxyapatite (HAP-200) manufactured by Taihei Chemical Co., Ltd. was compacted at 50 MPa and calcined at 1200 ° C. for 12 hours.
  • the granules were pulverized and passed through a sieve having a mesh size of 2 mm to produce hydroxyapatite sintered body granules which did not pass through a sieve having a mesh size of 1.18 mm.
  • Hydroxyapatite sintered granules are materials not included in the present invention. Then, the same process as in Example 21 was performed.
  • the amount adsorbed on the hydroxyapatite granules was 0.63 ⁇ g.
  • Carbonated apatite granules adsorbed with FGF-2 were freeze-dried at -80 ° C and then immersed in physiological saline at 37 ° C to desorb FGF-2 over time, but the amount desorbed after 12 hours was the amount adsorbed. It was 3.2%. Comparing Example 21 with this Comparative Example, it can be seen that the carbonated apatite granules of Example 21 have a larger drug-carrying amount and a smaller desorption amount. That is, it can be seen that the amount of the drug carried is larger than that of the drug sustained-release carrier of Example 21. In addition, since the amount of desorption when immersed in physiological saline was small, it was found that the drug has a long-term sustained release carrying ability.
  • Example 22 As calcium carbonate powder, Sakamaru manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. has a Mg content of 1.8 x 10-5 % by mass, an Sr content of 8 x 10-3 % by mass, an average particle size of 5 ⁇ m, and a sphericality of 0.98. , Magnesium or magnesium so that the Mg content of the high-purity calcium carbonate powder manufactured by Shiraishi Laboratory used in Example 7 is 1.8 ⁇ 10 -5 % by mass, or the Sr content is 8 ⁇ 10 -3% by mass.
  • Powder in which strontium is dissolved, Mg content produced from Ube Material calcium hydroxide is 2 ⁇ 10-5 % by mass or less, Sr content according to the production part of calcium carbonate disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-30708.
  • Calcium carbonate powder having an amount of 1 ⁇ 10 -4 % by mass or less, an average particle size of 5 ⁇ m, and a sphericality of 0.98 was used, and calcite was produced by the same production method as in Example 7 except that the final temperature was 600 ° C.
  • a honeycomb structure was manufactured.
  • the sample names are Karumaru, Sr solid solution, Mg solid solution, and spherical, respectively.
  • the Mg content of the calcite composition produced from Karumaru was 1.8 ⁇ 10 -5 % by mass, and the Sr content was 8 ⁇ 10 -3 % by mass, and no variation from the raw materials was observed.
  • the average particle size with the grain boundary as the interface was 4.8 ⁇ m, and the sphericality was 0.98.
  • the Mg content of the calcite composition produced from the solid solution of Mg was 1.8 ⁇ 10 -5 % by mass, and no change from the raw materials was observed.
  • the Sr content of the calcite composition produced from the Sr solid solution was 8 ⁇ 10 -3 % by mass, and no variation from the raw materials was observed.
  • the sphericity of the calcite composition produced from the sphere with the grain boundary as the interface was 0.98, and no change from the raw material was observed.
  • Table 6 shows the porosity of the manufactured calcite honeycomb structure, the reference compression strength for the porosity, the compression strength, and the pore size distribution measurement by the mercury press-fitting method, in which the pore diameter with respect to the mass of the honeycomb structure is 10 ⁇ m or less. The pore volumes are summarized. The acid dissolution residue was 0% by mass, and no remarkable grain growth was observed.
  • the medical calcite honeycomb structure was immersed in a 1 molar Na 2 HPO 4 aqueous solution having a pH of 8.9 at 80 ° C. for 7 days.
  • This step is a manufacturing step that satisfies any of (AI1) to (AI4).
  • a medical calcium carbonate honeycomb structure manufactured under the condition of satisfying any of (AI1) to (AI4) even though it was manufactured at 600 ° C. as the final temperature it was immersed for 7 days and (W4) to (W8) It was confirmed by XRD analysis and FT-IR analysis that the composition was converted to pure carbonate apatite satisfying any of the conditions of).
  • the Mg content of the carbonate apatite composition produced from Karumaru was 1.6 ⁇ 10 -5 % by mass, and the Sr content was 7 ⁇ 10 -3 % by mass, which were slightly reduced from the raw materials.
  • the average particle size with the grain boundary as the interface was 4.8 ⁇ m, and the sphericality was 0.98.
  • the Mg content of the calcite composition produced from the solid solution of Mg was 1.5 ⁇ 10-5 % by mass, which was slightly reduced from the raw material.
  • the Sr content of the calcite composition produced from the Sr solid solution was 7 ⁇ 10 -3 % by mass, which was slightly reduced from the raw material.
  • FIG. 16 is a hematoxylin-eosin-stained histopathological image at 4 weeks after implantation.
  • Bone is conducted to the center, and high bone conductivity can be confirmed. Bone formation was observed inside all the through holes, and the bone formation area was 55% of the pore area, and the bone formation area was larger than that of the medical carbonate apatite honeycomb structure produced in Examples 9 and 14. ..
  • Example 23 ⁇ Raw material calcium manufacturing process> Using Karumaru manufactured by Sakai Kagaku Kogyo as calcium carbonate powder, silver phosphate is mixed with Karumaru so that the silver phosphate content is 0 to 20% by mass, powdered at 300 MPa, and a circle with a diameter of 8 mm and a height of 4 mm. A columnar green powder was produced. The green compact was heated to 350 ° C. at 5 ° C. per minute, held for 12 hours, and sintered.
  • the heat-treated material is immersed in a glass container containing 10 times the amount of calcium carbonate saturated water, ultrasonic waves are applied for 1 minute under the condition of 28 kHz output 75 W, and the dry weight of the composition after irradiation is measured before ultrasonic irradiation. When compared with the dry weight of, it was 100% in each case.
  • the polymorph of calcium carbonate is vaterite.
  • the acid dissolution residue was less than 1% by mass.
  • a vaterite block having a volume of 2 ⁇ 10 -7 m 3 could be manufactured.
  • the indirect tensile strength was 3 MPa regardless of the silver phosphate content, and the converted compressive strength was 15 MPa.
  • ⁇ Phosphate aqueous solution exposure process> The vaterite block was immersed in a 1 molar aqueous solution of Na 2 HPO 4 at 80 ° C. for 7 days. As a result of XRD analysis and FT-IR analysis, it was found that the carbonic acid group content was converted to 10.8% by mass of carbonic acid apatite.
  • the indirect tensile strength was 5 MPa regardless of the silver phosphate content, and the converted compressive strength was 25 MPa.
  • the carbonate apatite composition was produced by adding phosphoric acid to calcium carbonate, the silver phosphate concentration contained in the carbonate apatite composition was 90% of the initial content.
  • the acid dissolution residue was less than 1% by mass.
  • the volume of the carbonate apatite composition was 2 ⁇ 10 -7 m 3 .
  • the silver phosphate-containing carbonate apatite composition When the antibacterial property of the produced silver phosphate-containing carbonate apatite composition was evaluated by the film adhesion method, the silver phosphate-containing carbonate apatite having a silver phosphate content of 0% by mass, 0.009% by mass, and 0.09% by mass was evaluated.
  • the number of epidermis staphylococcus in the composition is 2 ⁇ 10 6 CFU / mL, 4 ⁇ 10 4 CFU / mL, and 6 ⁇ 10 3 CFU / mL, respectively, and silver phosphate containing 0.9% by mass or more of silver phosphate.
  • the number of epidermis staphylococcus in the carbonated apatite composition was 1 ⁇ 10 3 CFU / mL or less. Therefore, it was confirmed that the silver phosphate-containing carbonate apatite composition containing silver phosphate exhibits an antibacterial effect in all the samples. Moreover, when the tissue affinity of the produced silver phosphate-containing carbonate apatite composition was evaluated by a cytotoxicity test, when the silver phosphate content was 0% by mass, it was 4000 / cm 2 , and when it was 0.09% by mass, it was 4000 / cm 2. , 0.9% by mass was 3600 / cm 2 , 3.0% by mass was 3000 / cm 2 , and 4.5% by mass was 200 / cm 2 .
  • the silver phosphate-containing carbonate apatite composition containing 0.01% by mass or more and 3% by mass or less of silver phosphate is a medical carbonate apatite composition having both an antibacterial effect and a tissue affinity. It was.
  • Example 24 The medical carbonate apatite honeycomb structure of Example 14 produced from the raw material calcium composition in which the volume ratio of calcium sulfate to the wax-based polymer material is 50% was silver nitrate of 0.1 to 5 mmol / L at 25 ° C. It was immersed in an aqueous solution for 1 hour.
  • FIG. 17 shows SEM images before (a, b) and after (c, d) the structure is immersed in a 1 mmol / L silver nitrate aqueous solution. When the structure was immersed in the silver nitrate aqueous solution, it was found that the honeycomb structure was maintained and the crystals were bonded to the surface of the structure and precipitated (arrow in FIG. 17d).
  • the crystal was silver phosphate.
  • the amount of silver phosphate formed was 0.04% by mass in the case of a 0.1 mmol / L silver nitrate aqueous solution and 0.2% by mass in the case of a 0.5 mmol / L silver nitrate aqueous solution, and 1 mmol / L of silver nitrate.
  • an aqueous solution it was 0.4% by mass, and in the case of a 5 mmol / L silver nitrate aqueous solution, it was 2% by mass.
  • the medical carbonate apatite honeycomb structure immersed in a 0.1 mmol / L silver nitrate aqueous solution was taken out after 1 hour and immersed in a 0.5 mmol / L silver nitrate aqueous solution for 10 minutes.
  • the honeycomb structure was cut in the direction perpendicular to the pores, and the silver concentration measured on the surface of the honeycomb structure was 3.2 times the silver concentration at the portion 75 ⁇ m from the surface layer portion.
  • the carbonic acid apatite honeycomb structure had a porosity of 50%, a compressive strength in the pore direction of 12 MPa, and a pore volume of 10 ⁇ m or less was 0.34 cm 3 / g.
  • the carbonated apatite honeycomb structure was pulverized with a cutting mill manufactured by Fritzch, and sieves having an opening diameter of 1 mm and 5 mm were used to produce carbonated apatite honeycomb structure granules having a minor axis of 1 mm or more and less than 5 mm. Since the honeycomb structure has strong anisotropy, there are many acute-angled portions at the stage of crushing with a cutting mill. That is, a circle having a radius of 0.2 mm is drawn from an arbitrary point on the projection map peripheral line of the crushed product, and an arbitrary point on the projection map peripheral line of a triangle formed by three points where the circle and the projection map peripheral line intersect is drawn.
  • the granules were placed in a sieve having an opening of 0.25 mm and shaken with a sieve shaker manufactured by AS ONE Corporation.
  • the acute-angled part is removed from the granules after shaking for 3 hours, a circle with a radius of 0.2 mm is drawn from any point on the projection drawing peripheral line, and a triangle formed by three points where the circle and the projection drawing peripheral line intersect. It was confirmed that there are no points whose apex is 90 ° or less at any point on the peripheral line of the projection drawing.
  • the solid part of the defect reconstruction treatment kit consists of ⁇ TCP powder ( ⁇ -TCP-B manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) and vaterite powder (Karumaru manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) having an average particle size of 5 ⁇ m in a 1: 1 molar ratio (baterite). The content was 24% by mass), and the mixture was produced.
  • the solution part was produced by mixing 1 molar disodium hydrogen phosphate and 1 molar sodium dihydrogen phosphate aqueous solution so that the pH was 7.0.
  • the curing time of the paste obtained by kneading the solid part and the liquid part of the defect reconstruction treatment kit at a mass ratio of 1: 0.4 was 10 minutes. Further, it was found that the indirect tensile strength after 24 hours was 4 MPa, and 65% by mass of vaterite and 18% of ⁇ TCP were consumed to form carbonic acid apatite. The ratio of vaterite consumption to ⁇ TCP consumption was 3.6. It was found that when the paste immediately after kneading was immersed in water, it slowly collapsed.
  • Example 26 The same kit for defect reconstruction treatment as in Example A1 was produced except that sodium carboxymethyl cellulose (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the solution portion of Example 25 so as to be 0.1% by mass.
  • the paste obtained by kneading the solid part and the liquid part of the defect reconstruction treatment kit at a mass ratio of 1: 0.4 had better operability than the paste of Example A1 probably because of its viscosity.
  • the curing time of the paste was 10 minutes. Further, it was found that the indirect tensile strength after 24 hours was 4 MPa, and 64% by mass of vaterite and 17% of ⁇ TCP were consumed to form carbonic acid apatite.
  • the ratio of vaterite consumption to ⁇ TCP consumption was 3.8. It was found that the paste immediately after kneading collapsed when immersed in water, but the morphology could be maintained as compared with Example 25. From the comparison between Example 25 and this example, it is found that improving the viscosity of the solution part improves the operability of the paste and the morphological retention in water at the paste stage, the curing time and the mechanical strength of the cured product. It was found that it did not have a significant effect on the composition.
  • Example 27 The same kit for defect reconstruction treatment as in Example 26 was produced except that citric acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the solution portion of Example 26 so as to be 0.2 mol%.
  • citric acid manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the curing time of the paste was 5 minutes. It was found that the paste immediately after kneading did not collapse even when immersed in water, and the morphology could be maintained.
  • Example 28 The 350 ° C.-baked vaterite block sintered body produced in Example 6 was pulverized, and vaterite granules having a minor axis of 150 ⁇ m or more and less than 200 ⁇ m were produced using sieves having an opening diameter of 150 ⁇ m and 200 ⁇ m.
  • the same kit for defect reconstruction treatment as in Example 27 was produced except that the vaterite granules were added to the solid portion of Example 27 so as to be 10% by mass.
  • the paste obtained by kneading the solid part and the liquid part of the defect reconstruction treatment kit at a mass ratio of 1: 0.4 was slightly inferior to the paste of Example 27, probably because of vaterite granules. There was no clinical problem.
  • the curing time of the paste was 5 minutes. Further, it was found that the indirect tensile strength after 24 hours was 7 MPa, and 60% by mass of vaterite and 33% of ⁇ TCP were consumed to form carbonic acid apatite. The ratio of vaterite consumption to ⁇ TCP consumption was 1.8. From the comparison between Example 27 and this Example, it was found that the mechanical strength of the cured product was increased when the solid portion contained vaterite having a volume of 10 to 12 m 3 or more.
  • Example 13 The vaterite powder (Karumaru) used in Example 25 was heat-treated at 400 ° C. for 48 hours to produce calcite powder having the same shape. The average particle size was 5 ⁇ m.
  • a kit for treating bone defect reconstruction was produced under the same conditions as in Example 25 except that calcite was used instead of vaterite as the calcium carbonate in the solid portion, and the mixture was kneaded and cured under the same conditions.
  • the operability of the paste obtained by kneading the solid part and the liquid part of the defect reconstruction treatment kit at a mass ratio of 1: 0.4 was the same as in Example 25.
  • the curing time of the paste was 10 minutes.
  • Example 14 A kit for treating bone defect reconstruction was produced under the same conditions as in Example 27 except that the calcite powder produced in Comparative Example 13 was used, and kneaded and cured under the same conditions.
  • the paste obtained by kneading the solid part and the liquid part of the defect reconstruction treatment kit at a mass ratio of 1: 0.4 is the same as that of Example 27, probably because of its viscosity, and is easier to operate than the paste of Comparative Example 13. Was good.
  • the curing time of the paste was 5 minutes. It was also found that the indirect tensile strength after 24 hours was 3 MPa, and 28% by mass of calcite and 33% of ⁇ TCP were consumed to form carbonic acid apatite.
  • the ratio of vaterite consumption to ⁇ TCP consumption was 0.8. From the comparison between Example 27 and this Comparative Example, even when carboxymethyl cellulose sodium and citric acid having a plurality of carboxy groups are added to the liquid portion, the curing time is between the case where vaterite is used as calcium carbonate and the case where calcite is used. However, the ratio of consumption to ⁇ TCP consumption is larger for vaterite, which has a higher solubility, resulting in a large amount of carbonate apatite or a cured carbonate apatite having a high carbonate group content. I understood. It was also found that the indirect tensile strength was large, probably because the amount of carbonate apatite formed was large.
  • Example 29 As the vaterite powder, the same kit for defect reconstruction treatment as in Example 25 was produced except that the vaterite powder having an average particle size of 1 ⁇ m produced in Example 6 was used.
  • the curing time of the paste obtained by kneading the solid part and the liquid part of the defect reconstruction treatment kit at a mass ratio of 1: 0.4 was 5 minutes. Further, it was found that the indirect tensile strength after 24 hours was 4 MPa, and 57% by mass of vaterite and 15% of ⁇ TCP were consumed to form carbonic acid apatite. The ratio of vaterite consumption to ⁇ TCP consumption was 3.8. From the comparison between Example 25 and this example, it was found that the curing time was shortened when the vaterite powder having a small average particle size was used.
  • Example 15 The vaterite powder used in Example 29 was heat-treated at 400 ° C. for 48 hours to produce calcite powder having the same shape. The average particle size was 1 ⁇ m.
  • the same kit for defect reconstruction treatment as in Example 29 was produced except that calcite powder was used.
  • the curing time of the paste obtained by kneading the solid part and the liquid part of the defect reconstruction treatment kit at a mass ratio of 1: 0.4 was 5 minutes. Further, it was found that the indirect tensile strength after 24 hours was 3 MPa, and 17% by mass of vaterite and 30% of ⁇ TCP were consumed to form carbonic acid apatite. The ratio of vaterite consumption to ⁇ TCP consumption was 0.6.
  • Example 29 From the comparison between Example 29 and this example, although no significant difference in curing time was observed when vaterite and calcite were used as calcium carbonate, the ratio of consumption to ⁇ TCP consumption was higher in vaterite with higher solubility. As a result, it was found that a large amount of carbonated apatite or a cured carbonated apatite having a large carbonated group content was obtained. It was also found that the kit using vaterite had a higher indirect tensile strength, probably because the amount of carbonate apatite formed was larger.

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Abstract

生体内に埋入する医療用材料に必要とされる1)組織親和性、2)生体内吸収性、3)反応性、4)機械的強度、を高度に満足させる医療用炭酸カルシウム組成物、医療用炭酸カルシウム組成物に関わる医療用リン酸カルシウム組成物、医療用炭酸アパタイト組成物、医療用水酸化カルシウム多孔体、医療用硫酸カルシウム硬化性顆粒、骨欠損再生治療用キットおよびその製造方法を提供する。炭酸カルシウムの多形や構造を制御することによって前記要素を高度に満足させる医療用組成物炭酸カルシウムや関連医療用組成物が製造できる。

Description

医療用炭酸カルシウム組成物、および関連医療用組成物、ならびにこれらの製造方法
 本発明は、医療用組成物およびその製造方法に関する。具体的には、生体内に埋入する医療用炭酸カルシウム組成物、生体外で使用する細胞培養用スキャッフォールド、および該組成物に関わる医療用硫酸カルシウム硬化性組成物、医療用リン酸カルシウム組成物、医療用水酸化カルシウム組成物、骨欠損再建治療用キット、およびそれらの製造方法に関する。
 より詳しくは、1)組織親和性、2)生体内吸収性、3)反応性、4)機械的強度、を高度に満足させる医療用炭酸カルシウム組成物、および関連医療用組成物、およびそれらの製造方法に関する。
 無脊椎動物の骨格組成は炭酸カルシウムであり、脊椎動物の骨格組成は炭酸カルシウムにリン酸成分が付与されたリン酸カルシウムの一種である炭酸アパタイトである。炭酸カルシウムは骨補填材として研究されており、炭酸アパタイトを含むリン酸カルシウム、硫酸カルシウムなどは骨補填材として臨床応用されている。
(組織親和性)
 骨補填材などの医療用組成物は、工業用組成物とは所用性質が異なり、生体内の反応が最も重要である。生体内に粉末を埋入すると炎症反応が惹起される。そのため、生体内に埋入される医療用組成物には、組織親和性の観点から一定以上の体積を有することが要求される。感染防止の観点から抗菌性が求められる場合もある。医療用組成物であるため、実質的に純粋であることも必須事項である。
(生体内吸収性)
 骨補填材として、医療用炭酸カルシウム化合物および関連医療用組成物においては生体内で吸収され、所望の組織に置換されることが期待される場合がある。組織置換には、材料の吸収と組織再生の両者が必要である。炭酸カルシウムや一部のリン酸カルシウムは破骨細胞などによって吸収されるが、吸収されるためには、生体内で吸収されない材料が含有されていないことが必要である。
(反応性)
 医療用炭酸カルシウム組成物には生体内で組織置換などの優れた組織反応性が望まれたり、化学的な反応性が望まれたりする場合がある。前者に関しては、組織、細胞、組織液の浸入や溶解が要素となり、気孔制御、多形や結晶子サイズが重要である。後者に関しては水溶液の浸入や溶解が要素となり、気孔制御、多形や結晶子サイズが重要である。
 後者に関して、医療用炭酸カルシウム組成物は、骨補填材として期待されているだけでなく、医療用炭酸アパタイト組成物などの医療用リン酸カルシウム組成物の製造における前駆体としても有用である。例えば、炭酸カルシウムブロックを、リン酸塩水溶液に浸漬すると溶解析出反応でマクロ形状を保ったまま組成が炭酸アパタイトとなり、炭酸アパタイトブロックが製造できる(特許文献1)。しかしながら、溶解析出反応は炭酸カルシウムブロックの表面からの進行するため、炭酸カルシウムブロックが大きい場合や、反応性が低い炭酸カルシウムブロックの場合には、完全に炭酸アパタイトなどに組成変換されず、芯が残る場合がある。そのため、反応性の高い医療用炭酸カルシウム組成物やリン酸成分の付与を早くする製造方法が望まれている。
 炭酸カルシウム組成物の反応性は組成や多形だけでなく、構造によっても大きな影響を受ける。特に連通多孔体は細胞や組織が内部に遊走されるため好ましい構造である。細胞や組織が遊走するには一定のサイズ以上であるマクロ気孔が必要であるが、組織置換を期待する場合にはより小さいサイズのミクロ気孔も重要となる。
(機械的強度)
 一般的にマクロ気孔およびミクロ気孔は多いことが望ましいが、気孔率の増大に伴い、機械的強度が低下する。そのため、気孔率と機械的強度のバランスが重要である。
 なお、医療用炭酸カルシウム組成物から製造される医療用リン酸カルシウム組成物や医療用炭酸カルシウム組成物製造に必要な医療用水酸化カルシウム組成物、医療用硫酸カルシウム組成物、骨欠損再建治療用キットも関連医療用組成物として重要である。
(炭酸カルシウムの反応性:多形、気孔と密度)
 炭酸カルシウムの反応性には多形、気孔、密度などの様々な因子が影響を及ぼす。バテライトは、常温常圧で準安定であり、天然には存在しないが、最も反応性が高い炭酸カルシウムである。密度は2.64(g/cm)である。カルサイトは常温常圧で安定相でありバテライトより反応性が低い。密度は2.71(g/cm)である。アラゴナイトは高温高圧で安定相であり、常温常圧では準安定相である。密度は2.96(g/cm)である。密度が高い炭酸カルシウムを原料に医療用材料を製造すると、密度が高い医療用材料が製造されるため、反応性が低くなる場合がある。そのため、密度が比較的小さい炭酸カルシウムが望まれる場合がある。
 また、気孔も炭酸カルシウムの反応性に最も大きな影響を及ぼし、一般的には気孔率が高い方が、反応性が高い。その関係で、炭酸カルシウムを原料として用いて別の材料を製造する場合、密度が小さい炭酸カルシウムを用いた場合に反応性の高い材料を製造できる場合がある。
 これらの理由から本発明ではバテライトおよびカルサイトからなる炭酸カルシウムに限定する。
(バテライト組成物の背景)
 バテライトは準安定相であり、安定相であるカルサイトに比較してだけでなく、準安定相であるアラゴナイトに比較しても反応性が高く、医療用炭酸カルシウム組成物として極めて好ましい。これまで、20質量%以上のバテライトを含み、かつ、体積が10-12以上である医療用バテライト組成物は存在しなかった。
 バテライト粉末については、水溶性カルシウム塩と炭酸塩との水溶液反応によって炭酸カルシウムを製造する際に、カルシウム以外の2価カチオンを添加し、カルサイトへの転移を遅くする方法(特許文献2、3)、塩化カルシウム又は硝酸カルシウムを炭酸化する際にスラリーのCa濃度、温度、pHを制御する方法(特許文献4、5)、カルシウムイオンが溶解した連続水相と、有機相とからなるO/Wエマルションを、多孔質膜を通過させた後、炭酸イオンを含む水溶液と反応させる方法(特許文献6)、水酸化カルシウムのアルコール-水混合懸濁溶液に二酸化炭素を導入する方法(特許文献7)、アルキルアミン塩型界面活性剤を添加する方法(非特許文献1)、エチレングリコール等の有機物を添加する方法(非特許文献2)などで製造できることが知られている。しかし、粉末は生体内で炎症反応を惹起するため使用できない。
 本発明者は、硫酸カルシウム無水和物顆粒を、4℃の2モル濃度炭酸ナトリウム水溶液50mLに14日間浸漬することによって、17質量%のバテライトを含むカルサイト顆粒を製造する方法を見いだしている。しかしながら、該製造方法では、カルサイト形成を十分に抑制できないため、バテライトの含有量は17質量%であった(特許文献8)。また、特許文献8に記載されているように、「バテライトを含む炭酸カルシウムを含む製品無機化合物を製造する際には電解質温度を10℃以下とすることは必須である」と考えられており、製品および製造上の問題があった。(特許文献8)
 すなわち、上述した医療用炭酸カルシウム組成物の条件を全て満足する20質量%以上のバテライトを含む医療用炭酸カルシウム組成物、およびその製造方法は知られていない。また、10℃を超える温度でバテライトを製造する方法も知られていなかった。すなわち、カルサイトの形成を高度に抑制し、20質量%以上のバテライトを含む一定サイズ以上の医用材料は知られていなかった。当然、バテライトを含む焼結体は知られていない。
(カルサイト組成物の背景)
 炭酸カルシウムの中で安定相であるカルサイトは、顆粒やブロックなどの製造が比較的容易であり、水酸化カルシウム圧粉体を二酸化炭素に暴露する方法などが報告されている(特許文献9)。
 一方で、安定相であるカルサイトの反応性は、準安定相であるバテライトやアラゴナイトに比較して低い。カルサイトにリン酸塩を付与してリン酸カルシウムを製造する場合にはリン酸カルシウム形成反応がカルサイト組成物の表面から進行する。そのため、炭酸カルシウムの芯が残って実質的にリン酸カルシウム組成物が製造できなかったり、100℃より高い反応温度が必要であったり、長い時間が製造にかかったりすることがあった。
 医療用炭酸カルシウム組成物の見かけの反応性を増大させるには連通多孔体化が有効である。例えば、一定体積以上の医療用カルサイトから医療用リン酸カルシウム組成物を製造する場合、緻密体であれば芯が残ったり、長い製造時間が必要であったりするが、同体積の連通多孔体であれば多孔体表面から反応が進行するために芯が残らなかったり、短い製造時間で医療用リン酸カルシウム組成物が製造できる。連通多孔体であれば細胞や組織を内部に侵入させることが可能である。例えば、炭酸アパタイト連通多孔体の場合は骨置換が飛躍的に増進される。
 これまでも、医療用炭酸アパタイト多孔体の前駆体となる医療用炭酸カルシウム多孔体について、さまざまな検討が行われてきた。例えば、水酸化カルシウムに塩化ナトリウムなどの孔形成物質を混合して圧粉してから炭酸化し、孔形成物質を除去することによって、炭酸カルシウム多孔体を製造する方法が提案されている(特許文献9)。多孔体形成によって反応性は向上しているが、カルサイト多孔体であるため、さらなる反応性の向上が求められていた。また、気孔サイズを限定することが、機械的強度及び反応性の観点から極めて重要であるが、当時は、特定の気孔サイズが知られていなかった。
 これまで炭酸カルシウムは分解されるため焼結が困難であるとされてきたが、炭酸カルシウムとゲル化剤を含む分散液に発泡剤を加えて撹拌、発泡体を焼結して炭酸カルシウム焼結体を簡便に製造する方法が提案されている(特許文献10)。該製造方法では連通孔が形成されるが、数百ミクロンから1mm以上の大きな気孔が焼結した形態であり、壁厚も厚いため反応性に劣る。さらに、発泡して気孔を形成させるため、再現性に劣る。さらに、特許文献10の参考例1に記載されているように、焼結助剤である炭酸カリウム及び炭酸リチウムを添加しない場合にはそもそも炭酸カルシウム多孔質焼結体が得られない。また、カリウムやリチウムが添加されている骨補填材は、好ましくない。焼結助剤を添加したり、高純度の炭酸カルシウムを用いたりすることによって炭酸カルシウム多孔質焼結体が製造できるが、機械的強度が小さく、臨床的実用性に乏しいものであった。
 また、熱的溶融型樹脂ビーズを造孔材としてセラミックス多孔質体を製造する際の脱脂において、熱溶融型樹脂ビーズの分解開始温度以上まで、30℃/時間以上の昇温速度で昇温することを特徴とするセラミックス多孔質体の製造に係る脱脂法が提案されている(特許文献11)。アルミナなどの熱的に安定なセラミックスにおいては有用であるが、炭酸カルシウムなどの高温で分解されるセラミックスにおける有用性は限定的であり、さらに、高い反応性が期待される医療用組成物では、より高度な脱脂法が必要である。造孔材と原料セラミックスを混合する手法は気孔サイズの調整を正確に行えるが、連通多孔体を形成させるには比較的多量の造孔材を導入する必要があり、気孔率の増大に伴い、製造されるセラミックス多孔体の機械的強度は著しく小さくなるため、適切な造孔材の導入が必要となる。
 本発明者は炭酸カルシウム連通多孔体の製造方法について、高分子材料含有水酸化カルシウムを、ハニカム構造形成用型を通して用いて押出し、高分子材料を脱脂してから炭酸化処理を行ったり、高分子材料の脱脂と炭酸化処理を同時に行ったりして、炭酸カルシウムハニカム構造体を製造する方法を提案している(特許文献12)。また、該発明の炭酸カルシウムハニカム構造体にリン酸成分を付与すると炭酸アパタイトハニカム構造体が製造できることも開示している。該炭酸カルシウムハニカム構造体および該炭酸アパタイトハニカム構造体は骨伝導性を示し、かつ、伝導した骨が貫通孔方向に高度に配向するなど優れた性質を示した。該炭酸アパタイトハニカム構造体に関する研究開発を鋭意行っていたところ、炭酸カルシウムハニカム構造体の脱脂が不十分であることがわかり、脱脂水準を向上させることによってより機能性の高い医療用炭酸カルシウム組成物が製造できる可能性が見出された。すなわち、該発明の炭酸カルシウムハニカム構造体の製造においては、ワックス系有機バインダーなどの高分子材料を用いるため、脱脂を行っていたが、当時は、白色度の要求度によって求められる脱脂の程度が異なると判断しており、また、医療用炭酸カルシウム組成物に求められる脱脂水準は解明されておらず、脱脂の程度を定量化する方法も考案されていなかった。ましてや、脱脂の程度による酸溶解残留物が炭酸カルシウムハニカム構造体の反応性や有用性に大きな影響を及ぼすとは想像できなかった。
 そのため、特許文献12の実施例1(本明細書の比較例7)で開示した炭酸カルシウムハニカム構造体には酸溶解残留物が1.2質量%含まれていた。また、該炭酸カルシウムハニカム構造体にリン酸成分を付与して製造した炭酸アパタイトハニカム構造体(特許文献12の実施例11)にも酸溶解残留物が1.2質量%含まれていた。当時は、これらの酸溶解残留物は着色の原因となっても必ずしも長期的な組織親和性に影響を及ぼすとは予測されなかった。実際、酸溶解残留物を1.2質量%含む炭酸アパタイトハニカム構造体においても、一定の骨伝導性と優れた組織親和性が確認されていた。
 該炭酸アパタイトハニカム構造体のさらなる機能向上を鋭意検討していたところ、少量の酸溶解残留物でも骨伝導性や生体吸収性に影響を及ぼすことがわかった。そのため、酸溶解残留物が1質量%以下、可能であれば酸溶解残留物が0質量%である医療用炭酸カルシウムハニカム構造体について鋭意研究を進めた。
 なお、医療用炭酸カルシウムハニカム構造体において連通構造を形成するマクロ気孔だけでなく、ミクロ気孔も重要である。これは組織や細胞の侵入に有用なマクロだけでなく、細胞や体液などによる医療用炭酸カルシウム多孔体の吸収あるいは水溶液との反応を促進するためにミクロ気孔が有用であるためである。しかし、これまで医療用炭酸カルシウム組成物に有用なミクロ気孔の特定法や有効なミクロ気孔の範囲は見出されていなかった。
再公表特許W02004/112856号 特開昭57-92520号公報 特開昭60-90822号公報 特開昭54-150397号公報 特開2011 - 126741号公報 特開2011 -157245号公報 特開平11-314915号公報 国際公開第2016/035751号 特開2016 -552061号公報 特開2018 -140890号公報 特開平7 -223871号公報 国際公開第2018/074429号
日本接着協会誌, Vol.22, No.11, 1986, pp.573-579 材料, 第30巻, 第336号, 1986, pp.6-10
 本発明の課題は、1)組織親和性、2)生体内吸収性、3)反応性、4)機械的強度、を高度に満足させる、医療用炭酸カルシウム組成物、および該組成物に関わる医療用硫酸カルシウム硬化性組成物、医療用リン酸カルシウム組成物、医療用水酸化カルシウム組成物、骨欠損再建治療用キット、およびそれらの製造方法を提供することである。
 本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、1)組織親和性、2)生体内吸収性、3)反応性、4)機械的強度、を高度に満足させる、医療用炭酸カルシウム組成物、および該組成物に関わる医療用硫酸カルシウム半水和物組成物、医療用リン酸カルシウム組成物、医療用水酸化カルシウム組成物、骨欠損再建治療用キット、およびそれらの製造方法を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
[1]
 下記(A)~(C)の全ての条件と、(D)~(K)の群から選ばれる少なくとも一つの条件とを満足することを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物。
 (A)体積が10-12以上である。
 (B)酸溶解残留物が1質量%以下である。
 (C)主としてバテライトあるいはカルサイトからなる、医療用組成物として、実質的に純粋な炭酸カルシウムである。
 (D)20質量%以上のバテライトを含む。
 (E)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きい。
 (F)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。
 (G)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体であって、水銀圧入法測定による該気孔集積型多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。
 (H)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%以上である。
 (I)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である(ただし、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/g以下であるものを除く。)。
    S=S×C×exp(-b×P)
 (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは炭酸カルシウムの多形による定数で、20質量%以上のバテライトを含む場合は0.01、20質量%以上のバテライトを含まない場合は1、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
 (J)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
 (K)複数の組成物粒子が繊維で接続されている。
[2]
 前記(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウムであって、焼結体であることを特徴とする[1]に記載の医療用炭酸カルシウム組成物。
[3]
 下記、(AJ1)~(AJ4)のいずれかの条件を満足する炭酸カルシウム粉末が結合して、炭酸カルシウム組成物を形成していることを特徴とする[1]又は[2]に記載の医療用炭酸カルシウム組成物。
 (AJ1)平均粒径が2μm以上8μm以下である。
 (AJ2)球形度が0.9以上である。
 (AJ3)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下である。
 (AJ4)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下である。
[4]
 前記(E)の条件を満足する[1]又は[3]に記載の医療用炭酸カルシウム組成物であって、
 いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である湾曲ハニカム構造体であることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物。
[5]
 前記(D)の条件を満足する[1]又は[3]に記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 体積が10-12以上である原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程において、下記(D1)~(D8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足し、(D9)~(D12)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (D1)カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にバテライト形成を促進する工程を含む。
 (D2)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D3)有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D4)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコールおよび炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D5)メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコールおよび炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコールおよび炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D6)バテライトからカルサイトへの転移を抑制する工程を含む。
 (D7)原料カルシウム組成物から水を除去する工程を含む。
 (D8)原料カルシウム組成物周囲に、有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを流動させる工程を含む。
 (D9)原料カルシウム組成物を気相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露させて部分炭酸化を行い、その後で該原料カルシウム組成物を液相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
 (D10)型にいれた原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
 (D11)造孔材を含む原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
 (D12)繊維で接続された原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
[6]
 前記(D)の条件を満足する[1]又は[2]記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、20質量%以上のバテライトを含む炭酸カルシウム粉末を圧粉し、かつ、焼成することを特徴とする医療用バテライト焼結体の製造方法。
[7]
 前記(E)の条件を満足する[1]、[3]又は[4]に記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 下記(E1)と、(E5)~(E9)の群から選ばれる一つとを必須工程とし、(E2)~(E4)、(E10)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (E1)押出工程
 高分子材料含有原料カルシウム組成物を、ハニカム構造形成用型を通して押出し、体積が3×10-11以上であり、かつ、一方向に延びる複数の貫通孔を備えた原料ハニカム構造体を製造する工程
 (E2)押出工程後の成形工程
 高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
 (E3)外周側壁除去工程
 押出工程あるいは押出工程後の成形工程の後、かつ、脱脂炭酸化工程の前に、外周側壁を除去する工程
 (E4)外周側壁除去工程後の成形工程
 外周側壁除去工程後に、高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
 (E5)脱脂炭酸カルシウム焼結工程
 高分子材料含有炭酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、炭酸カルシウムを焼結する脱脂焼結工程
 (E6)脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように酸素濃度が30%未満で加熱脱脂し、同時に、炭酸化する工程
 (E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体あるいは高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシウム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする工程
 (E8)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由炭酸化工程
 (E9)硫酸カルシウム脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有硫酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、その後、製造された硫酸カルシウム多孔体に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを付与して炭酸カルシウムとする脱脂炭酸化工程
(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程
[8]
 下記(E11)~(E14)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足することを特徴とする[7]記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (E11) 前記「(E1)押出工程」で、ハニカム構造体の外周側壁の厚さが隔壁の厚さより厚く、かつ、貫通孔に垂直な面の断面積が1cm以上であるように押出す。
 (E12) 前記「(E1)押出工程」、「(E2)押出工程後の成形工程」、「(E4)外周側壁除去工程後の成形工程」および「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」の少なくとも一つの工程において、熱的に軟化した高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体に圧力を負荷して、貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下になるように湾曲成形する。
 (E13) 前記「(E3)外周側壁除去工程」は研削で行い、前記「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」は研磨で行う。
 (E14) 前記「(E1)押出工程」の原料カルシウム組成物が硫酸カルシウム無水物である。
[9]
 原料として酸化カルシウム顆粒を用いて、前記(F)の条件を満足する[1]記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 下記(F1)および(F2)の工程を含み、かつ、(F3)および(F4)の少なくとも一つの工程を含むことを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (F1)導入閉鎖工程
 酸化カルシウム顆粒を反応容器に入れ、反応容器から排出されないように、反応容器の開口部を閉鎖する工程
 (F2)多孔体形成工程
 反応容器内部の、酸化カルシウム顆粒に、水あるいは酢酸を付与して水酸化カルシウムあるいは酢酸カルシウムとするとともに、該顆粒を膨張させて多孔体を製造する工程
 (F3)炭酸化工程
 多孔体形成工程と同時又は後に、水酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与して炭酸カルシウム多孔体を製造する炭酸化工程、あるいは、多孔体形成工程の後に、酢酸カルシウムを熱処理して炭酸カルシウム多孔体を製造する炭酸化工程
 (F4)酸化カルシウム炭酸化工程
 水酸化カルシウム多孔体、炭酸カルシウム多孔体、および酢酸カルシウム多孔体の群から選ばれる少なくとも一つの多孔体を熱処理して酸化カルシウム多孔体を製造し、該酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体を製造する酸化カルシウム多孔体からの炭酸化工程
[10]
 原料として硫酸カルシウム顆粒を用いて、前記(F)の条件を満足する[1]記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 下記(F5)および(F6)の工程を含む、あるいは、下記(F5)、(F7)および(F9)の工程を含み、(F8)の工程を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (F5)導入工程
 硫酸カルシウム顆粒を反応容器に入れる工程
 (F6)多孔体形成炭酸化工程
 反応容器内部の、硫酸カルシウム顆粒と炭酸イオンを反応させて、組成を炭酸カルシウムに変換するとともに顆粒同士を硬化させて多孔体化する工程
 (F7)多孔体形成工程
 硫酸カルシウム半水和物顆粒あるいは硫酸カルシウム無水和物顆粒に、水を付与して硫酸カルシウム二水和物多孔体を製造する工程
 (F8)熱処理工程
 硫酸カルシウム二水和物多孔体を、熱処理して硫酸カルシウム無水和物多孔体を製造する工程
 (F9)炭酸化工程
 硫酸カルシウム二水和物多孔体あるいは硫酸カルシウム無水和物多孔体を、炭酸イオンを含む水に暴露して、組成を炭酸カルシウムに変換する工程
[11]
 前記(F)の条件を満足する[1]記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 下記(F10)および(F11)と、(F12)~(F16)の群から選ばれる一つを必須工程とし、(F17)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (F10)導入工程
 体積が10-12以上の高分子材料含有原料カルシウム組成物顆粒を、反応容器に入れる工程
 (F11)多孔体形成工程
 反応容器内部の該顆粒を、加熱融着させる工程、該顆粒の表面を溶解することにより該顆粒の表面同士を結合させる工程、および可塑剤により該顆粒の表面同士を融合させる工程、のいずれかで、体積が3×10-11以上であり、かつ、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体を製造する工程
 (F12)脱脂炭酸カルシウム焼結工程
 高分子材料含有炭酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、炭酸カルシウムを焼結する脱脂焼結工程
 (F13)脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように酸素濃度が30%未満で加熱脱脂し、同時に、炭酸化する工程
 (F14)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体あるいは高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシウム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする工程
 (F15)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由炭酸化工程
 (F16)硫酸カルシウム脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有硫酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、その後、製造された硫酸カルシウム多孔体に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを付与して炭酸カルシウムとする脱脂炭酸化工程
 (F17)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程
[12]
 前記(G)の条件を満足する[1]記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 下記(G1)と、(D1)~(D10)および(E5)~(E9)の群から選ばれる少なくとも一つとを必須工程とし、下記(G2)および(G3)および(E10)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (G1)混合工程
 原料カルシウム組成物粉末あるいは原料カルシウム組成物ペーストと造孔材を混合する工程
 (G2)圧粉工程
 原料カルシウム組成物粉末あるいは原料カルシウム組成物ペーストと造孔材の混合物を圧粉する工程
 (G3)造孔材除去工程
 造孔材を溶媒に溶解させて除去する造孔材除去工程
 (D1)カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にバテライト形成を促進する工程を含む。
 (D2)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D3)有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D4)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D5)メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
 (D6)バテライトからカルサイトへの転移を抑制する工程を含む。
 (D7)原料カルシウム組成物から水を除去する工程を含む。
 (D8)原料カルシウム組成物周囲に、有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを流動させる工程を含む。
 (D9)原料カルシウム組成物を気相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露させて部分炭酸化を行い、その後で該原料カルシウム組成物を液相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
 (D10)型にいれた原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
 (E5)脱脂炭酸カルシウム焼結工程
 高分子材料含有炭酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、炭酸カルシウムを焼結する脱脂焼結工程
 (E6)脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように酸素濃度が30%未満で加熱脱脂し、同時に、炭酸化する工程
 (E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体あるいは高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシウム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする工程
 (E8)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由炭酸化工程
 (E9)硫酸カルシウム脱脂炭酸化工程
 高分子材料含有硫酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、その後、製造された硫酸カルシウム多孔体に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを付与して炭酸カルシウムとする脱脂炭酸化工程
(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程
[13]
 前記加熱脱脂が200℃以上で行われ、該加熱脱脂における高分子材料含有カルシウム組成物の高分子材料の質量減少が毎分1質量%より小さいことを特徴とする[7]、[8]、[11]、[12]のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
[14]
 下記(L)~(Q)の群から選ばれる少なくとも一つの工程を含むことを特徴とする[5]~[13]のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (L)30KPa以上の酸素分圧で脱脂を行う工程
 (M)30KPa以上の二酸化炭素分圧で脱脂あるいは炭酸化を行う工程
 (N)酸素あるいは二酸化炭素を含む150KPa以上の気体で脱脂あるいは炭酸化を行う工程
 (O)反応容器中の空気の一部あるいは全部を二酸化炭素に置換してから、二酸化炭素を反応容器に導入することによって、反応容器中の二酸化炭素濃度を増加させる工程
 (P)閉鎖系の反応容器中の圧力が一定の値となるように二酸化炭素を供給する炭酸化工程
 (Q)反応容器中の二酸化炭素を撹拌あるいは循環させる炭酸化工程
[15]
 原料カルシウム組成物の組成が、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、および炭酸カルシウムの群から選ばれる一つであることを特徴とする[5]~[9]、[11]~[14]のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
[16]
 下記(R1)~(R4)の少なくとも一つの条件を満たすことを特徴とする[5]~[15]のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
 (R1)平均粒径が2μm以上8μm以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (R2)球形度が0.9以上の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (R3)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (R4)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
[17]
 下記(T1)~(T5)の全ての条件を満足することを特徴とする医療用硫酸カルシウム硬化性組成物。
 (T1)酸溶解残留物が1質量%以下である。
 (T2)体積が5×10-13以上である。
 (T3)医療用組成物として、実質的に純粋な硫酸カルシウムである。
 (T4)硫酸カルシウム半水和物含有量が50質量%以上である。
 (T5)組成物同士を接触させて水に浸漬すると、硬化して圧縮強度が0.3MPa以上である多孔体を形成する。
[8]
 [17]に記載の医療用硫酸カルシウム硬化性組成物を製造する方法であって、下記(U2)および(U3)を必須工程として含み(U1)および(U4)を選択工程として含むことを特徴とする医療用硫酸カルシウム半水和物顆粒の製造方法。
 (U1)高分子材料脱脂工程
 高分子材料含有硫酸カルシウム顆粒あるいはブロックを熱処理で脱脂して酸溶解残留物を1質量%以下とする工程
 (U2)硫酸カルシウム二水和物製造工程
 高分子材料脱脂工程で形成された硫酸カルシウム無水物あるいは半水和物の顆粒あるいはブロックに水を付与して、あるいは、硫酸カルシウム半水和物粉末に水を付与して、硬化させて、硫酸カルシウム二水和物顆粒あるいはブロックを製造する工程
 (U3)硫酸カルシウム半水和物製造工程
 硫酸カルシウム二水物顆粒あるいはブロックを気相中で脱水して、硫酸カルシウム半水和物顆粒あるいはブロックを製造する工程
 (U4)顆粒サイズ調整工程
 体積が5×10-13以上の顆粒となるようにサイズを調整する工程
[19]
 下記(V1)~(V3)の全ての条件と、(V4)~(V10)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足し、(V11)又は(V12)を選択条件とすることを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物
 (V1)体積が10-12以上である。
 (V2)酸溶解残留物が1質量%以下である。
 (V3)医療用組成物として、実質的に純粋なリン酸カルシウムであり、組成が炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つである。
 (V4)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体(ただし、組成がリン酸三カルシウムであり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.01cm/g以上である、いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である、ハニカム構造体において貫通孔方向の隔壁表面の算術平均粗さ(Ra)が0.7μm以上である、のいずれの条件も満たさないハニカム構造体を除く。)。
 (V5)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。
 (V6)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である(ただし、組成がリン酸三カルシウムであるものを除く。)。
 (V7)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積が5%以上である。
 (V8)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である(ただし、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/g以下であるものを除く。)。
    S=S×C×exp(-b×P)
 (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは組成による定数で、炭酸アパタイトあるいはHPO基を含むアパタイトあるいはリン酸三カルシウムの場合は1、ウィトロカイトの場合は0.5、リン酸水素カルシウムの場合は0.1、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
 (V9)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
 (V10)複数の組成物粒子が繊維で接続されている。
 (V11)炭酸基含有量が10質量%以上であるアパタイトを組成とする。
 (V12)炭酸基含有量が10質量%未満であるアパタイトを組成とする。
[20]
 下記(AG1)又は(AG2)を満足し、下記(AG3)~(AG10)を選択条件とすることを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物。
 (AG1)組成が炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックであり、0.01質量%以上3質量%以下の銀又は銀化合物を含む。
 (AG2)組成が水酸アパタイト焼結体、リン酸三カルシウム焼結体、炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックに、リン酸カルシウム表面と結合しているリン酸銀結晶を有し、かつ、リン酸銀含有量が0.01質量%以上3質量%以下である。
 (AG3)前記、銀化合物がリン酸銀である。
 (AG4)リン酸カルシウム組成物の表層部と内部とに銀又は銀化合物が含まれており、表面から中心方向に少なくとも50μm離れた部位の銀濃度に対する表層部の銀濃度の比が1.2以上である。
 (AG5)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体である。
 (AG6)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体である。
 (AG7)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体である。
 (AG8)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積が5%以上である。
 (AG9)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である。
    S=S×C×exp(-b×P)                                                
 (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは組成による定数で、炭酸アパタイトあるいはHPO基を含むアパタイトの場合は1、ウィトロカイトの場合は0.5、リン酸水素カルシウムの場合は0.1、水酸アパタイト焼結体及びリン酸三カルシウム焼結体の場合は2、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
 (AG10)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
[21] 
 下記(W1)~(W7)の少なくとも一つの条件を満足することを特徴とする[19]又は[20]に記載の医療用リン酸カルシウム組成物。
 (W1)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であって、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.01cm/g以上である。
 (W2)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であって、いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である。
 (W3)ハニカム構造体であって、貫通孔方向の隔壁表面の算術平均粗さ(Ra)が0.7μm以上である。
 (W4)平均粒径が2μm以上8μm以下であるリン酸カルシウムの集合体である。
 (W5)球形度が0.9以上のリン酸カルシウムの集合体である。
 (W6)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下である。
 (W7)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下である。
[22]
 下記(AH1)又は(AH2)の条件を満足し、(AH3)~(AH9)を選択条件とすることを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
 (AH1)0.01質量%以上3質量%以下の銀又は銀化合物を含み、かつ、組成が炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックである原料カルシウム組成物を用い、
 かつ、原料カルシウム組成物が炭酸カルシウム以外の場合には、該組成物に炭酸基を付与する工程を含み、
 かつ、リン酸塩水溶液又はリン酸塩とマグネシウム塩の混合水溶液に暴露して、銀又は銀化合物を含む、炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つに組成変換させる工程を含む。
 (AH2)アパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸八カルシウム、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックである原料カルシウム組成物を、銀イオンを含む水溶液に暴露して、原料カルシウム組成物にリン酸銀を形成させる工程を含む。
 (AH3)リン酸カルシウムを組成とする原料カルシウム化合物を、銀イオンを含む第一水溶液に暴露して、原料カルシウム組成物にリン酸銀を形成させ、その後、第一水溶液より銀イオン濃度が高い第二水溶液に暴露する工程を含む。
 (AH4)原料カルシウム組成物が、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体である。
 (AH5)原料カルシウム組成物が、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体である。
 (AH6)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体が、原料カルシウム組成物である。
 (AH7)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積が5%以上である原料カルシウム組成物を用いる。
 (AH8)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である原料カルシウム組成物を用いる。
    S=S×C×exp(-b×P)                                                
 (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは組成による定数で、炭酸アパタイトあるいはHPO基を含むアパタイトの場合は1、ウィトロカイトの場合は0.5、リン酸水素カルシウムの場合は0.1、これら以外の場合は2、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
 (AH9)原料カルシウム組成物として、短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒を用いる。
[23]
 [19]~[21]のいずれかに記載の医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法であって、
 下記(AI1)~(AI4)のいずれか一つの条件を満たすことを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
 (AI1)平均粒径が2μm以上8μm以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (AI2)球形度が0.9以上の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (AI3)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (AI4)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
[24]
 [1]~[4]のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物、あるいは、[5]~[16]のいずれかに記載の製造方法によって製造された医療用炭酸カルシウム組成物に、リン酸成分を付与して[19]~[21]のいずれかに記載の医療用リン酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 前記医療用炭酸カルシウム組成物を(X1)~(X5)の群から選ばれる少なくとも一つの水溶液に浸漬して、医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与することを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
(X1)リン酸成分を含むpHが8.5以上の水溶液
(X2)リン酸成分を含むpHが8.5未満の水溶液
(X3)リン酸成分と0.5モル濃度以下の炭酸成分の両者を含むpHが8.5以上の水溶液
(X4)リン酸成分と0.5モル濃度以下の炭酸成分の両者を含むpHが8.5未満の水溶液
(X5)リン酸成分とマグネシウム成分の両者を含む水溶液
 [25]
 [1]~[4]のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物、あるいは、[5]~[16]のいずれかに記載の製造方法によって製造された医療用炭酸カルシウム組成物に、リン酸成分を付与して[19]~[21]のいずれかに記載の医療用リン酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
 前記医療用炭酸カルシウム組成物を(Y1)~(Y6)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足する工程を有することを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
 (Y1)リン酸成分を含む水溶液に浸漬した医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
 (Y2)リン酸成分を含む水溶液に浸漬した医療用炭酸カルシウム組成物に振動を与え、医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
 (Y3)医療用炭酸カルシウム組成物周囲のリン酸成分を含む水溶液を流動させ、医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
 (Y4)医療用炭酸カルシウム組成物を浸漬したリン酸成分を含む水溶液を入れた容器を減圧脱気することにより、医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
 (Y5)医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に対する溶解度が空気より高い気体に置換する工程
 (Y6)医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、水より接触角が小さく、かつ、水より沸点が低い溶媒で置換する工程
[26]
 下記(Z1)~(Z4)、あるいは(Z1)、(Z3)、(Z4)、あるいは(Z1)、(Z3)をこれらの順番で連続して行い、かつ、全てを同一容器で行うことを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
 (Z1)原料カルシウム組成物に炭酸成分を付与して医療用炭酸カルシウム組成物を製造する工程
 (Z2)医療用炭酸カルシウム組成物の洗浄工程
 (Z3)医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与する工程
 (Z4)医療用リン酸カルシウム組成物の洗浄工程
[27]
 下記(AB1)~(AB3)の全ての条件と、(AB4)~(AB8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件とを満足することを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物。
 (AB1)体積が10-12以上である。
 (AB2)酸溶解残留物が1質量%以下である。
 (AB3)医療用組成物として、実質的に純粋な水酸化カルシウムである。
 (AB4)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体
 (AB5)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体である。
 (AB6)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体である。
 (AB7)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
 (AB8)複数の組成物粒子が繊維で接続されている。
[28]
 前記(AB4)の条件を満足する[27]記載の医療用水酸化カルシウム組成物を製造する方法であって、
 原料カルシウム組成物が水酸化カルシウムであって、下記(AD1)と、(AD2)~(AD5)の群から選ばれる一つとを必須工程とし、(AD6)~(AD8)を選択工程、とすることを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法。
 (AD1)押出工程
 高分子材料含有原料カルシウム組成物を、ハニカム構造形成用型を通して押出し、体積が3×10-11以上であり、かつ、一方向に延びる複数の貫通孔を備えた原料ハニカム構造体を製造する工程
 (AD2)脱脂工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂する工程、
 (AD3)酸化カルシウム経由水和工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
 (AD4)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由水和工程
 高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由水和工程
 (AD5)炭酸カルシウム多孔体からの製造工程
 高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
 (AD6)押出工程後の成形工程
 高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
 (AD7)外周側壁除去工程
 押出工程あるいは押出工程後の成形工程の後、かつ、脱脂炭酸化工程の前に、外周側壁を除去する工程
 (AD8)外周側壁除去工程後の成形工程
 外周側壁除去工程後に、高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
[29]
 前記(AB5)の条件を満足する[27]記載の医療用水酸化カルシウム組成物を製造する方法であって、
 下記(AE1)および(AE2)と、前記(AD2)~(AD5)の群から選ばれる少なくとも一つとを必須工程とすることを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法。
 (AE1)導入工程
体積が10-12以上の高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を、反応容器に入れる工程
 (AE2)顆粒結合工程
 反応容器内部の該顆粒を、熱処理することにより表面同士を熱的に軟化させて融着させる工程、該顆粒の表面を溶解することにより該顆粒の表面同士を結合させる工程、および可塑剤により該顆粒の表面同士を融合させる工程、のいずれかで、体積が3×10-11以上であり、かつ、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体を製造する工程
 (AD2)脱脂工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂する工程、
 (AD3)酸化カルシウム経由水和工程
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
 (AD4)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由水和工程
 高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由水和工程
 (AD5)炭酸カルシウム多孔体からの製造工程
 高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
[30]
 原料として水酸化カルシウム多孔体あるいは炭酸カルシウム多孔体を用いて、[27]記載の医療用水酸化カルシウム組成物を製造する方法であって、
 水酸化カルシウム多孔体あるいは炭酸カルシウム多孔体を、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とすることを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法。
[31]
 前記導入閉鎖工程又は導入工程において、下記(AF1)~(AF3)の少なくとも一つの条件を満足することを特徴とする、[9]~[11]、[14]および[29]のいずれかに記載の医療用カルシウム組成物の製造方法。
 (AF1)顆粒の球形度が0.9以上である。
 (AF2)顆粒が中空である。
 (AF3)反応容器の体積の105%以上の嵩体積の顆粒を反応容器に入れる。
[32]
 バテライトとα型リン酸三カルシウムとを含む固体部と、リン酸塩を含む溶液部を具備して構成され、該固体部と該溶液部を混錬すると、炭酸アパタイトを形成して硬化する骨欠損再建治療用キット。
 [33]
 前記固体部におけるバテライトの含有量が10質量%以上60質量%以下であることを特徴とする[32]に記載の骨欠損再建治療用キット。
 [34]
 前記溶液部にカルボキシ基を複数有する酸、亜硫酸水素塩、セルロース誘導体、デキストラン硫酸塩、コンドロイチン硫酸塩、アルギン酸塩、グルコマンナンの少なくとも一つを含むことを特徴とする[32]又は[33]いずれかに記載の骨欠損再建治療用キット。
 [35]
 前記固体部が、体積が10-12以上であるバテライトを含むことを特徴とする[32]~[34]に記載の骨欠損再建治療用キット。
[36]
 前記バテライトの平均粒径が6μm以下であることを特徴とする[32]~[34]に記載の骨欠損再建治療用キット。
外周側壁を有するハニカム構造体の模式図である。 実施例7において最終温度が480℃で製造された医療用カルサイト組成物の水銀圧入法による細孔分布測定結果である。 実施例1に係る医療用バテライト組成物の粉末X線回折(XRD)パタ-ンである。 実施例1に係る医療用炭酸アパタイト組成物のXRDパターンである。 実施例7に係るハニカム構造体の電子顕微鏡像(SEM像)である。 実施例8に係る粒度分布解析結果である。 実施例9に係る医療用炭酸アパタイトハニカム構造体を用いた病理組織学的検索における病理組織像である。 実施例12に係る医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の電子顕微鏡像(SEM像)である。 実施例14に係る医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の埋植4週目の病理組織学的検索における病理組織像である。 実施例14に係る医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の埋植12週目の病理組織学的検索における病理組織像である。 実施例15の医療用炭酸アパタイト組成物および比較例10の水酸アパタイト組成物の埋植4週目および12週目の病理組織学的検索における病理組織像である。 実施例16に係る医療用バテライト多孔体の電子顕微鏡像(SEM像)である。 実施例16に係る医療用炭酸アパタイト多孔体の埋植4週目の病理組織学的検索における病理組織像である。 実施例17に係る医療用カルサイト多孔体の電子顕微鏡像(SEM像)である。 実施例22に係る医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の電子顕微鏡像(SEM像)である。 実施例22に係る医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の埋植4週目の病理組織学的検索における病理組織像である。 実施例24に係る医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の電子顕微鏡像(SEM像)である。
(用語の定義)
 本発明において用いる用語は、下記の通り定義する。
 本発明でいう「医療用炭酸カルシウム組成物」とは、医療用組成物(医療用材料)として用いられる炭酸カルシウム組成物あるいは医療用組成物の原料として用いられる炭酸カルシウム組成物である。生体組織に埋植される骨補填材や薬物送達担体は、当然医療用材料であるが、生体組織の外で用いられる細胞培養用スキャフォールドも医療用材料に含める。なお、該組成物が多孔体である場合には医療用炭酸カルシウム多孔体、多孔体構造がハニカム構造体である場合には医療用炭酸カルシウムハニカム構造体などと表記する場合がある。
 本発明でいう「医療用炭酸カルシウム組成物」は、他の医療用組成物の製造に用いられることもあり、その関係で塩化ナトリウムなどの造孔材を含む場合がある。また、医療用炭酸カルシウムや他の医療用組成物の操作性を向上させるために、組成物粒子の間(粒子同士)を繊維で結合させる場合がある。これらの造孔材や繊維を含む、該材料も「医療用炭酸カルシウム組成物」と定義する。
 本発明でいう「体積」とは、嵩体積であり、全体積ともいう。気孔を含む体積であり、嵩容積、全容積ともいう。
 本発明でいう「バテライト」、「アラゴナイト」、「カルサイト」は炭酸カルシウム結晶の多形の種類である。
 本発明でいう「医療用バテライト組成物」とは、20質量%以上のバテライトを含む、医療用炭酸カルシウム組成物である。ここで、造孔材および繊維の質量は、バテライト含有量の計算から除外する。
 医療用炭酸カルシウム組成物中のバテライト、カルサイトの含有量は後述する方法で粉末X線回折(XRD)解析におけるそれぞれのピーク面積比から計算する。
 本発明でいう「医療用リン酸カルシウム組成物」とは、人工骨補填材などとして医療で用いられるリン酸カルシウム組成物である。
 本発明でいう「リン酸カルシウム」とはリン酸およびカルシウムを組成として含む化合物であり、オルソリン酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、非晶質リン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウムに代表される縮合リン酸カルシウム化合物などが例示される。オルソリン酸カルシウムはオルソリン酸とカルシウムの塩である。例えば、リン酸四カルシウム、水酸アパタイトおよび炭酸アパタイトを含めたアパタイト、α型リン酸三カルシウム、β型リン酸三カルシウム、リン酸水素カルシウム、などが例示される。なお、β型リン酸三カルシウムはウィトロカイトを含む場合もあるが、本発明においてはHPOを含まないものをリン酸三カルシウム、HPOを含むものはウィトロカイトと区分する。α型リン酸三カルシウムは、αTCP、β型リン酸三カルシウムはβTCPと略す場合がある。
 本発明でいう「医療用アパタイト組成物」とは、医療用リン酸カルシウム組成物の一種であり、人工補填材などとして医療用材料として用いるアパタイト組成物である。
 また、本発明でいう「医療用炭酸アパタイト組成物」とは、医療用途に用いる炭酸アパタイト組成物である。炭酸アパタイトの炭酸基含有量は特に限定されないが、0.5質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、6質量%以上であることがさらに好ましい。本発明でいう、炭酸アパタイトとは炭酸基を含むアパタイトと定義される。一般的にはリン酸カルシウム系アパタイトのリン酸基あるいは水酸基の、一部あるいは全部が炭酸基に置換しているアパタイトである。なお、炭酸基置換に伴い、アパタイトの電荷バランスを取るためにNaやKなどが結晶形状に含有される場合が多い。本発明では炭酸アパタイトの一部が他の元素あるいは空隙で置換された炭酸アパタイトも炭酸アパタイトと定義する。
 炭酸基含有量の増大に伴い、破骨細胞による吸収を受けやすくなり、骨置換速度が速くなるが、症例によってはゆっくり骨置換される医療用材料、骨置換されない医療用材料が望まれる。ゆっくり骨置換される医療用材料が望まれる場合には炭酸基量が少ない炭酸アパタイト、骨置換されない医療用材料が望まれる場合には炭酸基量が0.2質量%未満のアパタイトが望ましい。
 本発明でいう「ハニカム構造体」とは、特開2004-298407号公報や特開2005-152006号公報に記載されている、一方向に延びる複数の多角形又は円形の断面形状を有する貫通孔を備えた形状の多孔体である。該貫通孔は、隔壁を介して、実質的に隙間なく並べられているが、一部の貫通孔が欠損している場合もある。
 なお、本発明でいう一方向とは、直線方向には限定されず、実質的に同じ方向であることを意味する。後述する湾曲したハニカム構造体の貫通孔は、一次元ではないが、実質的に同じ方向に延びる複数の貫通孔を有する形状であり、ハニカム構造体である。
 ここで、図1を用いて本発明のハニカム構造体の一例について説明する。図1に示すように、ハニカム構造体14は、一方向に延びる複数の貫通孔11と、貫通孔を区分する隔壁12を備えた構造体である。ハニカム構造体には貫通孔からなるハニカム構造部を包囲する外周側壁13を有するものと、外周側壁の一部又は全部を除去したものがあるが、いずれもハニカム構造体である。
 本発明でいう水銀圧入法測定とは細孔分布測定法の一種で、水銀の表面張力が大きいことを利用して粉体の細孔に水銀を浸入させるために圧力を加え、圧力と圧入された水銀量から細孔分布を求める方法である。なお、本発明においては、水銀と材料の前進接触角および後退接触角は130°、水銀の表面張力は485mN/mとして細孔を計算する。
 細孔分布は視覚化するために、微分細孔容積の常用対数を測定点の細孔径に対してプロットしたものを示す。細孔容積は異なる細孔径の間で圧入された水銀の積算データの差から計算する。
 細孔径は細孔直径と言われることもあるが基本的には細孔の形状に関わらず水銀圧入法分析結果から円柱状の細孔に水銀が圧入されたとして計算される値である。
 本発明でいう「平均粒子径」とは、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。100mLの蒸留水に粉末を分散させ、周波数45KHz―100Wの超音波洗浄機による分散を30秒行った後に1分以内に測定を行う。
 本発明でいう「表面粗さ(算術平均粗さRa)」とは3Dレーザー顕微鏡で測定した表面粗さ(算術平均粗さRa)である。
 本発明でいう「球形度」とは、Wadellの実用球形度である。Wadellの実用球形度とは、材料の投影面積に等しい円の直径を材料の投影像に外接する最小円の直径で除したものである。
 本発明でいう「圧縮強度」は、クロスヘッドスピードを毎分10mmとし、圧縮試験にかけられる柱状試験片の元の断面積で最大荷重を割った値とする。本発明において、試料が柱状でなく、試料体積が1×10-8以上の場合には、試料を柱状に加工して圧縮試験を行う。試料が柱状でなく、試料体積が1×10-8未満の場合には、試料の投影像面積を試験片の元の断面積とする。
 なお、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物には異方性がある場合がある。異方性がある材料は、方向によって圧縮強度が異なる。本発明においてはいずれかの方向で得られた最大の圧縮強度を該組成物の圧縮強度と定義する。
 また、医療用炭酸カルシウム組成物などがセラミックス材料であることに鑑み、間接引張強度を測定し、間接引張強度を5倍した値を圧縮強度としてもよい。圧縮強度と間接引張強度を5倍した値が異なる場合には、値が高い方を、本発明における圧縮強度の値とする。
 本発明で用いる気体の圧力は、海面付近の圧力を101.3KPaとする絶対圧力であり、大気圧を基準とする相対圧力ではない。したがって101.3KPaを超える場合は大気圧に対して加圧状態にあり、101.3KPa未満の場合には大気圧に対して減圧状態にある。
 本発明でいう「集積」とは複数のものが集まっていることと定義する。気孔が集積とは、複数の気孔が集まっていることであり、気孔同士は結合されていても、結合されていなくてもよい。したがって、気孔同士が接する必要はない。
 本発明でいう「短径」とは組成物の形態に関する用語であり、ふるいを通した際の通過の有無に関するサイズと定義する。すなわち、短径1mm以上5mm未満とは目開き5mmのふるいを通過し、見開き1mmのふるいを通過しないサイズの組成物と定義する。
 本発明でいう「閉鎖系の反応容器」とは開放系でない反応容器と定義する。例えば、反応容器中の水酸化カルシウム圧粉体を二酸化炭素で炭酸化して炭酸カルシウムを製造する際には水酸化カルシウム圧粉体に二酸化炭素を暴露する必要がある。反応容器から二酸化炭素が大気中に排出される場合は、開放系の反応容器による炭酸化であり、反応容器から二酸化炭素が大気中に排出されない場合は、閉鎖系の反応容器による炭酸化である。
 この観点から、二酸化炭素が排出口などから排出されても、大気中に排出されない場合は閉鎖系の反応容器による炭酸化と定義する。例えば、排出口から排出された二酸化炭素がポンプなどで反応容器に循環される場合は閉鎖系の反応容器による炭酸化と定義する。また、反応容器が二酸化炭素ボンベなどと接続されている場合にも閉鎖系の反応容器による炭酸化と定義する。
 本発明においては、含水メタノールや含水エタノールなどについては、単純に水以外の溶媒の体積%で表示する。例えば、10体積%の水を含むメタノールは、90%メタノールと言う。
 「顆粒」は、一般的に粉末よりも粒径の大きい粒、特に粉末を固め大型の粒に成形したものとされている。本発明でいう「顆粒」も、粉末よりも粒径の大きい粒であるが、特に体積あるいは短径が指定されていない場合は、短径が50μm以上500μm以下のもの、あるいは1×10-13cm以上1×10-7cm以下のもののいずれかに該当するものとする。
[I 医療用炭酸カルシウム組成物:必須条件]
 まず、[1]について説明する。
 <(A)体積が10-12以上である。>について
 本発明の医療用炭酸カルシウム組成物において、体積が10-12以上であることは必須条件である。医療用組成物は生体内で組織親和性に優れることが要求されるが、炭酸カルシウム粉末およびリン酸カルシウム粉末は、いずれも炎症反応を惹起する。一方、体積が10-12以上である医療用炭酸カルシウム組成物、あるいは該医療用炭酸カルシウム組成物から製造された体積が10-12以上である医療用リン酸カルシウム組成物は組織親和性に優れる。
 医療用炭酸カルシウム組成物を骨補填材あるいは骨補填材の原料として用いる場合、体積が10-11以上、好ましくは3×10-11以上となると骨欠損部に充填した場合に細胞の侵入に適した連通気孔が形成されやすいためより好ましい。体積が10-10以上となると、骨欠損部に充填した場合に組織の侵入に有効な気孔が形成されるためさらに好ましい。体積が10-9以上となると比較的大きい骨欠損部に充填しやすくなるという特徴が発揮され臨床上特に好ましい。
 医療用炭酸カルシウム組成物の体積の上限は特に制限はないが、体積が大きい場合は製造に時間を要し、また、需要が少ないことから、10-3以下であることが好ましい。
<(B)酸溶解残留物が1質量%以下である。>について
 (B)は、下記、医療用組成物として、実質的に純粋な炭酸カルシウムであるにも関連するが、特に、酸溶解残留物が1質量%以下であることは必須条件であり、医療用炭酸カルシウム組成物の有用性に関して、極めて重要な因子である。
 これは本発明の医療用炭酸カルシウム組成物あるいは該医療用炭酸カルシウム組成物を原料として製造される炭酸アパタイトなどに優れた組織親和性と生体内吸収性が期待されるためである。生体内では破骨細胞などが形成する弱酸環境によって炭酸カルシウムや炭酸アパタイトなどが吸収される。酸溶解残留物の存在は、破骨細胞などによって吸収されないことと同義であるため、医療用組成物としては不適切である。
 酸溶解残留物は、高分子材料を含む原料から医療用炭酸カルシウム組成物を製造する場合に問題となる。高分子材料は酸に溶解されず、酸溶解残留物の存在は高分子材料あるいはその分解物が残留していることと同義となる。
 酸溶解残留物は、炭酸カルシウム等を該炭酸カルシウム等の20モル等量となる体積の1モル濃度の塩酸に溶解した際の残留物とし、炭酸カルシウム等の質量に対する該乾燥質量の%表示とする。
 酸溶解残留物は1質量%以下であることが必須条件であり、0.5質量%以下であることが好ましく、影響が小さくなる0.3質量%以下であることがより好ましく、影響がほぼ無視できる0.1質量%以下であることがさらに好ましく、実質的に0質量%であることが理想的である。
 なお、本医療用炭酸カルシウム組成物には造孔材を含む場合や複数の組成物粒子の間を繊維で接続している場合があり、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維に関しては酸溶解残留物の対象としない。すなわち、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維以外の炭酸カルシウム組成物の酸溶解残留物が1質量%以下であることが本発明の必須条件である。
<(C)主としてバテライトあるいはカルサイトからなる、医療用組成物として、実質的に純粋な炭酸カルシウムである。>について
 本発明の医療用炭酸カルシウム組成物は医療用途に用いられる医療用材料であり、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維以外の不純物を含むものは医療用材料として用いることができない。したがって、天然材料は本発明に含まれない材料である。また、ボイラから排出される酸化カルシウムを含む石炭灰や鉄鋼製造プロセスで発生したスラグから製造される炭酸カルシウム組成物も不純物が含まれているため、本発明に含まれない材料である。天然鉱物などの研究において、有機物ゲル、ケイ素含有ゲル、メタリン酸ゲルなどを用いる場合があるが、これらが添加された炭酸カルシウム組成物も組織親和性に問題が発生するため、本発明に含まれない材料である。
 本発明の医療用炭酸カルシウム組成物では、主としてバテライトあるいはカルサイトからなる、医療用炭酸カルシウム組成物として実質的に純粋な炭酸カルシウム組成であること、すなわち、実質的に純粋な炭酸カルシウム組成であり、その多形が主としてバテライトあるいはカルサイトであること、が必須条件であり、ナトリウム、ストロンチウムおよびマグネシウム以外の不純物を、実質的に含まないことが求められる。ここで、本発明の(C)においては、ナトリウム、ストロンチウムおよびマグネシウム以外の不純物量は1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下がさらに好ましい。全く含有していないことが理想的である。
 なお、医療用炭酸カルシウム組成物においてナトリウム、ストロンチウムおよびマグネシウムは他の不純物と異なり、組織為害性を惹起しにくい。この機序は明らかになっていないが、ナトリウム、ストロンチウムおよびマグネシウムを含む海中で発生した無脊椎動物が選択した炭酸カルシウムが、ナトリウム、ストロンチウムおよびマグネシウムを含有していたため、進化論的にナトリウム、ストロンチウムおよびマグネシウムを許容できる生体となったと類推される。しかしながら、マグネシウム、ストロンチウムおよびナトリウムも不純物量であり、本発明の「医療用組成物として、実質的に純粋な炭酸カルシウム」において、その含有量は2質量%以下が好ましく、1.0質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下がさらに好ましい。
 なお、上述したように、本医療用炭酸カルシウム組成物には造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維を含む場合があり、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維に関しては不純物としない。すなわち、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維以外の炭酸カルシウム組成物が、実質的に純粋な炭酸カルシウムであることが本発明の必須条件である。
 上述したように、炭酸カルシウムの多形には、バテライト、カルサイト以外にアラゴナイトも存在する。アラゴナイトは本質的に炭酸カルシウムであるため混在しても本発明の効果を阻害するものではないが、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物を原料として製造する医療用組成物の反応性の観点から、アラゴナイトの含有量は20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。すなわち、本発明の「主としてバテライトあるいはカルサイトからなる」とは、バテライトあるいはカルサイトの割合が、80質量%超であることが好ましく、90質量%超であることがより好ましく、95質量%超であることがさらに好ましく、100質量%であることが特に好ましい。
 また、水酸化カルシウムおよび酸化カルシウムは経時的に空中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムとなるため、厳密に排除する必要はない。そのため、本発明でいう「医療用炭酸カルシウム組成物として、実質的に純粋な炭酸カルシウム組成」においては水酸化カルシウムおよび酸化カルシウムは不純物とはみなさない。しかしながら、水酸化カルシウムおよび酸化カルシウムも含有されないことが好ましい。したがって、水酸化カルシウムと酸化カルシウムについても、その含有量が、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。全く含有していないことが理想的である。
<(D)20質量%以上のバテライトを含む。>について
 炭酸カルシウムの中で準安定相であるバテライトを含む炭酸カルシウム組成物は、反応性が高いため好ましい。バテライトの含有量が、20質量%未満の場合も反応性向上に有効であるが、その効果が限定的であるため、本発明では20質量%以上のものに限定する。
 バテライトの含有量は20質量%以上であることが必須条件であるが、30質量%以上となると有効成分が十分量に近くなるため好ましく、50質量%以上となると有効成分が十分量になるためより好ましく、80質量%以上であれば該組成物がほぼバテライトの性質を示すためさらに好ましく、90質量%以上であれば、特に好ましい。
 なお、上述したように、反応性に関与しないため、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維の質量は、バテライト含有量の計算から除外する。
<(E)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きい。>について
 ハニカム構造体は図1に示すように隔壁部と外周側壁からなる固体部と貫通孔である空間部から形成されるため、水銀圧入法で細孔分布測定を行った場合、貫通孔に起因する細孔分布が必ず認められる。図2に本発明の医療用炭酸カルシウムハニカム構造体の水銀圧入法細孔分布測定結果の一例を示す。ハニカム構造体のマクロ気孔に起因する細孔径が約70μm付近のピーク以外にハニカム隔壁のミクロ気孔に起因する細孔径が1μm以下の細孔が存在することがわかる。
 貫通孔が10μm以下の医療用炭酸カルシウムハニカム構造体は存在しない。したがって、細孔径が10μm以下の気孔は、隔壁に存在する気孔である。細孔径が10μm以下の細孔には組織や細胞は浸入されないため、これまで該細孔は着目されていなかったが、組織液や水溶液の浸入は可能であるため、生体内反応や該医療用炭酸カルシウムハニカム構造体にリン酸塩を付与して医療用リン酸カルシウムハニカム構造体を製造する際には、細孔径が10μm以下の細孔が重要な役割を果たすことがわかった。
 ハニカム構造体の質量に対する細孔径が大きくなると反応性が高くなるが、機械的強度が小さくなるため、両者のバランスをとる必要がある。反応性の観点からは、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きいことが必須であり、0.03cm/g以上であることが好ましく、0.10cm/g以上であることがより好ましく、0.15cm/g以上であることがさらに好ましい。また、圧縮強度の観点からは、0.15cm/g以下であることが好ましく、0.10cm/g以下であることがより好ましく、0.03cm/g以下であることがさらに好ましい。
<(F)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。>について
 症例によっては三次元的な貫通孔を有する多孔体が望まれる場合がある。医療用骨補填材の場合は特に気孔サイズが重要であり、サイズが大きい気孔には骨組織以外の脂肪組織などが侵入するため、気孔サイズの制御が重要である。
最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が、結合して形成された複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体は、六方最密充填構造が形成する貫通孔のように、貫通性が高く、骨芽細胞、破骨細胞や骨組織が内部に遊走・伝導しやすいという特徴がある。
また、該顆粒結合多孔体の組織置換においては、顆粒部の細孔が重要な役割を示す。顆粒部の細孔容積は、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積として0.05cm/g以上である必要があり、該細孔容積は0.1cm/g以上であることが好ましく、0.2cm/g以上であることがより好ましく、0.3cm/g以上であることがさらに好ましい。
<(G)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体であって、水銀圧入法測定による該気孔集積型多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。>について
 前記、顆粒結合多孔体は、貫通性などの観点から骨補填材などに極めて有用であるが、一般的には機械的強度が小さく、製造が困難であるという欠点がある。一方、例えば造孔材を用いて形成される特定の気孔を備えた気孔集積型多孔体は、貫通性に劣るものの、高分子造孔材を用いることによって比較的簡単に製造することができ、比較的機械的強度に優れるという特徴があり、医療用炭酸カルシウムとして有用である。具体的に気孔集積型多孔体は、炭酸カルシウムからなる気孔壁あるいは該気孔壁の一部に形成される貫通部を介して気孔が集積されている。貫通部が全体的に貫通している場合は三次元的な貫通孔を有する多孔体となり特に有用である。
 また、気孔サイズとしては50μm以上400μm以下である必要がある。この気孔サイズは細胞や組織の侵入の観点から有用なサイズである。該気孔サイズとしては70μm以上350μm以下であることが好ましく、90μm以上300μm以下であることがより好ましく、100μm以上300μm以下であることがさらに好ましい。
 一方、最大径長さが800μm以上の気孔を含まないことも必要条件である。上述したように大きな気孔には骨組織ではなく脂肪組織が遊走される。また、大きな気孔がある組成物は機械的強度が小さくなる。
 最大径800μm以上の気孔を含まないことも必要条件であるが、除外すべき気孔サイズは最大径700μm以上であることが好ましく、最大径600μm以上であることがより好ましい。
 また、細胞や組織の侵入、吸収性および機械的強度のバランスから気孔率は40体積%以上80体積%以下であることが好ましく、45体積%以上78体積%以下であることがより好ましく、50体積%以上77体積%以下であることがさらに好ましい。
 また、該気孔集積型多孔体の組織置換においては、気孔だけでなく、気孔周囲の炭酸カルシウムの細孔も重要な役割を示す。該細孔の容積は、水銀圧入法測定による該気孔集積型多孔体の10μm以下の細孔容積として0.05cm/g以上である必要があり、該細孔容積は0.1cm/g以上であることが好ましく、0.2cm/g以上であることがより好ましく、0.3cm/g以上であることがさらに好ましい。
 気孔集積型多孔体は、造孔材を含む場合と造孔材を含まない多孔体に分類される。造孔材を含む該多孔体の場合は、そのまま医療用組成物の製造原料として用いて、該製造工程において除去されるため、造孔材部分は、本質的には気孔である。そのため、該多孔体の気孔率計算において、造孔材は気孔として計算する。
<(H)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%以上である。>について
 上述したように、炭酸カルシウム多孔体の反応性にはマクロ気孔だけでなくミクロ気孔が重要である。ミクロ気孔の絶対量も重要であるが、特定のミクロ気孔の分布が有用である場合がある。すなわち、水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%以上であることが好ましい。細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比は15%以上であることがより好ましく、20%以上であることがさらに好ましい。
<(I)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である(ただし、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/g以下であるものを除く。)。
    S=S×C×exp(-b×P)
 (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは炭酸カルシウムの多形による定数で、20質量%以上のバテライトを含む場合は0.01、20質量%以上のバテライトを含まない場合は1、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)>について
 上述したように、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物は、多孔体であることが好ましく、気孔率が高ければ有用性が高くなる。一方で、気孔率が高くなるに従い、医療用炭酸カルシウムの機械的強度は低くなる。
 機械的強度[S]と気孔率の百分率[P]との間には、学術論文誌であるJournal of Biomedical Researchの29巻1537-1543頁やJournal of American Ceramics Societyの36巻2号68頁などに引用されているS=Sexp(-bP)という経験式(Duckworth式)が知られている。ここでSは緻密体の機械的強度であり、bは経験定数である。
 なお、上述した通り、反応性は組成にも影響されるため、気孔率が小さい組成物であっても組成によっては反応性が高くなる。この組成要因をCとして圧縮強度に対する要求事項を補正している。反応性が高いバテライトを20質量%以上含む場合は0.01、20質量%以上のバテライトを含まない場合は1とする。また、Pは該組成物の気孔率の百分率である。
 また、本発明においては、Journal of Biomedical Researchの29巻1537-1543頁において、類似したセラミックスである水酸アパタイトの係数として報告されている値を参考にする。
 すなわち、Sとしては500、bとしては0.068を用いる。圧縮強度としては高い方が好ましいため、Sとしては700が好ましく、900がより好ましく1000がさらに好ましい。
 なお、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体の場合、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/g以下であるものは反応性が低いため本発明から除く。
<(J)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。>について
 これは、ハニカム構造体顆粒の外形に関するもので、角が丸く、周囲組織を傷つけない組成物に関する条件である。短径が5mm未満の組成物は、顆粒として骨欠損部に補填されることがある。本発明の医療用炭酸カルシウム組成物の中で、ハニカム構造体は異方性が高い。そのため、粉砕すると紡錘形状となる。短径が1mm未満の場合は、顆粒が流動性に富むため欠損部を被覆する骨膜などの周囲組織に対して鋭角部が垂直となりにくいが、短径が大きくなるにしたがって、顆粒の流動性が限定的になるなどの理由で周囲組織に傷がつきやすくなる。また、5mm以上となると鋭角な角の形成を防止しやすい。そのため、短径が1mm以上5mm未満のハニカム構造体顆粒の顆粒の角を丸くすればよい。具体的には、短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しない顆粒とすればよい。短径はふるいを通過するかどうかで定義する。すなわち、短径が1mm以上5mm未満の組成物とは目開き5mmのふるいを通過して、目開き1mmのふるいを通過しない組成物である。短径は1mm以上5mm未満であることが好ましいが、1.2mm以上4mm未満であることがより好ましく、1.4mm以上3mm未満であることがさらに好ましい。
 角が丸いという観点から、前記「3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が60°以下である点が存在しない」ことが好ましいが角度については、80°以下がより好ましく、100°以下がさらに好ましい。
 該ハニカム構造体顆粒においても、周囲組織を傷つけない顆粒の外形だけでなく、該顆粒の細孔も組織反応に重要な役割を示す。該細孔の容積は、水銀圧入法測定による該ハニカム構造体顆粒の10μm以下の細孔容積として0.02cm/g以上であることが好ましく、0.05cm/g以上であることがより好ましく、0.1cm/g以上であることがさらに好ましい。
<(K)複数の組成物が繊維で接続されている。>について
 医療用炭酸カルシウム組成物あるいは医療用炭酸カルシウム組成物を原料として製造した医療用リン酸カルシウム組成物などは骨補填材などとして生体内に埋植される場合があるが、組成物が顆粒などの粒子の場合、粒子を骨欠損部に埋植する操作が煩雑である。数珠のように複数の組成物粒子が繊維で接続されている組成物は操作性に富む。組織親和性および接続の強さの観点から、繊維は組成物粒子の内部を通り、複数の組成物粒子を接続していることがより好ましい。
 粒子の大きさとしては、繊維で接続できる大きさであれば特に制限されるものではないが、例えば、上記短径が1mm以上5mm未満の顆粒が好ましい。
 繊維の種類に限定はないが、焼成操作を用いる製造方法で製造される医療用組成物の場合には、組織親和性と焼却されないために炭素繊維である必要がある。また、焼成操作を行わない場合には、生体吸収性の繊維であることが好ましい。例えば、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクトンなど、およびこれらの共重合体などが例示される。
 該組成物においても、細孔が組織反応に重要な役割を示す。該細孔の容積は、水銀圧入法測定による該組成物の10μm以下の細孔容積として0.02cm/gより大きいことが好ましく、0.05cm/g以上であることがより好ましく、0.1cm/g以上であることがさらに好ましい。
 本発明において、(D)~(K)の群から選ばれる少なくとも一つを満足することは必須条件であるが、複数を満足することが好ましい。
(医療炭酸カルシウム組成物の形状)
 本発明の医療炭酸カルシウム組成物の形状は特に制限されない。緻密体、多孔体、ブロック体、顆粒、板状などの任意の形状でよいが、後述する特定の多孔体は特に好ましい。
[I 医療用炭酸カルシウム組成物:バテライト焼結体]
 次に、[2]について説明する。
 バテライトは反応性が高い炭酸カルシウムの多形の一つであるが、準安定相であり、低温安定相であるため、バテライトが焼結できるとは全く予想されておらず、バテライト焼結体はこれまでに見出されていない。しかしながら、後述するように、20質量%以上のバテライトを含む炭酸カルシウム粉末を圧粉し、かつ、焼成することによって医療用バテライト焼結体が製造できることがわかった。
 本発明の医療用炭酸カルシウム組成物および該組成物を原料として製造される医療用組成物は体内など湿潤環境で使用される。焼結体は粉末が固まっている物体である。バテライト圧粉体に水をつけて擦ると粉末が遊離し、水に浸漬すると粉末が圧粉体から遊離して崩れ、形態を保てない。そのため、本発明において、医療用バテライト焼結体における焼結の有無は、該焼結体の水中における形態保持で判断する。ガラス容器に該組成物の10倍量の炭酸カルシウム飽和水を入れ、該組成物を浸漬する。28kHz出力75Wの超音波洗浄機にガラス容器を入れ、1分間超音波を照射する。該組成物の乾燥重量が超音波照射前の乾燥重量に対して95%以上である場合に、該組成物は水中でも形態を保てると判断し、焼結体であると定義する。なお、超音波照射によって該組成物の一部が破損している場合には、最大体積の組成物の乾燥重量を用いる。
[I 医療用炭酸カルシウム組成物:特定の微細構造と組成] 
 次に、[3]について説明する。
 (AJ1)~(AJ4)の群から選ばれるいずれかの条件を満足する炭酸カルシウム粉末が結合して、炭酸カルシウム組成物を形成していることを特徴とする[1]又は[2]に記載の医療用炭酸カルシウム組成物は、圧縮強度と反応性の両者のバランスから好ましい。
 平均粒径が大きいほど、連通気孔が形成され反応性が高くなるが、圧縮強度が小さくなる。また、圧縮強度を保ちながら連通気孔を形成するには、最密充填に近づけるため球形度が高い粒子が好ましい。
 これらの観点から、平均粒径は2μm以上8μm以下が好ましく、3μm以上7μm以下がより好ましく、4μm以上6μm以下がさらに好ましい。球形度は0.9以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましく、0.97以上であることがさらに好ましい。なお、平均粒径および球形度は、炭酸カルシウム組成物の粒界で粒子を区分して測定、計算する。
 また、炭酸カルシウム組成物が焼結しすぎると連通気孔を保てない。そのために、炭酸カルシウム粒子に焼結性を制御できる微量元素が含有されていることが好ましい。この元素は生体親和性に影響を及ぼすものであってはならない。これらの観点から、MgとSrが選択され、Mg含有量は、5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下が好ましく、1×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がより好ましく、1.5×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がさらに好ましい。Sr含有量は、3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下が好ましく、4×10-3質量%以上1.3×10-2質量%以下がより好ましく、5×10-3質量%以上1×10-2質量%以下がさらに好ましい。
 (AJ1)~(AJ4)のいずれかの条件を満たすことが好ましいが、複数を満たすことがより好ましく、全てを満たすことがさらに好ましい。
[I:医療用炭酸カルシウム組成物:湾曲ハニカム構造体] 
 次に、[4]について説明する。
 前記、(E)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物で、
「いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である。」は、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の形態に関わる特定の条件である。
 骨には直柱状ではなく、湾曲した曲柱状の骨もある。そのような骨の再建術などでは曲柱形状の医療用炭酸カルシウムハニカム構造体が有用である。これは、医療用炭酸カルシウムハニカム構造体の貫通孔内部に骨が伝導されるためであり、直柱状のハニカム構造体を加工して曲柱状のハニカム構造体を製造しても、貫通孔が骨に接していないと貫通孔内部には骨が伝導されないためである。
 また、骨表面に対して垂直方向に骨を造成する場合、ハニカム構造体の貫通孔が骨周囲の結合性組織に対しては開口せず、骨面に対してのみ開口していることが好ましい。該構造のハニカム構造体には、結合性組織が侵入できず、骨組織のみが伝導されるためである。該構造のハニカム構造体は、ハニカム構造体を湾曲させ、必要に応じて、一面のみに貫通孔が開口するように切断することによって製造できる。
 骨面からの湾曲ハニカム構造体の立ち上がり部の角度を小さくしたい場合には、貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円が形成する面に対して平行でない方向に、さらにハニカム構造体を湾曲させることが有用である。
 ハニカム構造体において、いずれか一つの貫通孔における貫通孔の両端、貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下であることが好ましい条件である。該円の直径が2cm以上20cm以下であることがより好ましく、該円の直径が3cm以上10cm以下であることがさらに好ましい。
[II 医療用炭酸カルシウムの製造方法] 
 次に、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物の製造工程を説明する。
 なお、原料カルシウム組成物は、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維を含んでいてもよい。また、造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維はバテライト含有量の計算などから除外する。
 造孔材は除去されて孔を形成する材料である。造孔材は、医療用炭酸カルシウム組成物の製造段階で除去される必要はなく、医療用炭酸カルシウム組成物を原料として他の医療用組成物を製造する段階で除去される材料でもよい。塩化ナトリウム、塩化カリウム、リン酸水素二ナトリウムなどの塩、アクリルポリマービーズなどが例示されるが、除去工程の容易さの観点から水溶性無機材料が好ましい。
 例えば塩化ナトリウムを造孔材として用い、水酸化カルシウムを原料カルシウム組成物として用いる場合、両者を混合してから圧粉し、二酸化炭素を付与して水酸化カルシウム圧粉体をバテライトに組成変換させる。水酸化カルシウムに二酸化炭素を付与しても、塩化ナトリウムは反応せず、また、除去されない。造孔材である塩化ナトリウムは医療用バテライトブロック中に存在しているが、例えば、該ブロックから医療用炭酸アパタイトブロックを製造するために、リン酸水素二ナトリウム水溶液に浸漬する工程で、バテライトが炭酸アパタイトに組成変換されると同時に造孔材は溶解する。その結果、医療用炭酸アパタイト多孔体が製造される。
 繊維は、上述したように、組成物の操作性改善のために、組成物粒子を接続するために用いられる。繊維は医療用炭酸カルシウム顆粒など、あるいは該組成物を原料として製造する医療用リン酸カルシウム顆粒などの操作性を改善するために用いるため、該顆粒等の粒子内部に存在することが好ましい。
[II 医療用炭酸カルシウムの製造方法:(D)バテライト組成物]
 まず、[5]について説明する。
 準安定相であるバテライト組成物の製造には、安定相であるカルサイト形成を抑制することによって相対的に準安定相であるバテライト組成物を形成し、準安定相であるバテライトから安定相であるカルサイトへの転移を抑制する製造方法が有用である。有機物は安定相であるカルサイト形成を抑制し、相対的にバテライト形成を促進する。(無機物であるアンモニアおよびアンモニア塩もカルサイトへの転移抑制に有用であるが、簡単のため、有機物で説明する。)
 水は、原料カルシウム組成物の炭酸化促進と、バテライトからカルサイトへの転移促進の両者に機能する。水が存在しないと原料カルシウム組成物はイオン化されない。また、有機物である有機溶媒への二酸化炭素の溶解度も限定であり、二酸化炭素が水に溶解して炭酸イオンを形成することもない。水が存在すると、原料カルシウムから形成されたカルシウムイオンと二酸化炭素から形成された炭酸イオンとが反応するため、水は炭酸カルシウムの形成反応を促進する。
 原料カルシウム組成物に二酸化炭素が付与されると、原料カルシウム組成物の中に水が形成される。例えば、水酸化カルシウム圧粉体を二酸化炭素に暴露してバテライトを製造する工程においては、バテライトと同じモル数の水が水酸化カルシウム圧粉体の中に形成される。水は、バテライト形成に必要であるが、準安定相であるバテライトから安定相であるカルサイトへの相転移を促進するため、過剰な水はバテライト製造には好ましくない。水酸化カルシウム粉末を原料としたバテライト粉末の製造では、水は容易に周囲に拡散されるため、問題とならないが、本発明の対象は、「(A)体積が10-12以上である」医療用炭酸カルシウム組成物であり組成物の中から組成物の外への拡散が容易ではない。そのため、原料カルシウム組成物の中で形成された水を原料カルシウム組成物の外に排出させる工程が重要となる。
 前記(A)~(C)の全ての条件と、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物は、体積が10-12以上である原料カルシウム組成物(造孔材および複数の組成物粒子の間を接続している繊維を含んでいてもよい)を、特定条件で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露して製造される。
 すなわち、「(D1)カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にカルサイト以外の炭酸カルシウム形成を促進する」工程は、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法として有用である。
 有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つはカルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制するため、「(D2)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する」工程は、好ましい。
 原料カルシウム組成物から、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の形成反応は、原料カルシウム組成物の内部でも進行する必要があるため、カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制する前記物質は原料カルシウム組成物に添加することが好ましい場合がある。
 すなわち、「(D3)有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する」工程は、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法として好ましい場合がある。有機溶媒を含む原料カルシウム組成物はペーストとして扱うことが可能であるため、操作性の観点からも有用である場合がある。
 メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムは蒸発する物質であり、製造される医療用バテライト組成物から除去しやすい。また、グリセリン、エチレングリコール類は水溶性が高い物質であり、製造される医療用バテライト組成物から除去しやすい。ここでエチレングリコール類とはエチレングリコールおよびポリエチレングリコールをいう。
 これらは、製造工程の簡便さとバテライト抑制効果のバランスの観点から好ましい物質である。すなわち、「(D4)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコール類および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する」工程は、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法としてより好ましく、「(D5)メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコール類および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程」はさらに好ましい。
 上述したように、準安定相であるバテライトは安定相であるカルサイトに転移する。そのため、「(D6)バテライトからカルサイトへの転移を抑制する工程」は、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物として有用である。上述したように、バテライトからカルサイトへの転移は水によって促進される。原料カルシウム組成物と二酸化炭素との反応で医療用バテライト組成物を製造する場合には、炭酸カルシウムと等モルの水が原料カルシウム組成物の内部に副生されため、「(D7)原料カルシウム組成物から水を除去する工程」は、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物として有用である。
 原料カルシウム組成物の内に副生された水を除去するには、水を蒸発などで拡散して、原料カルシウム組成物の内部から外部に排出する必要がある。原料カルシウム組成物を炭酸化している最中に、水を除去するために減圧操作を行う工程なども可能であるが、「(D8)原料カルシウム組成物周囲に、有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを流動させる工程」は、原料カルシウム組成物の内部の水が蒸発されやすくなり、かつ、連続して行うことが可能であるため有用である。原料カルシウム組成物周囲に、有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを流動させる方法としては、ファンなどで有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを原料カルシウム組成物に吹き付けたり、原料カルシウム組成物周囲で有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを循環させたりすることが例示される。
 医療用バテライト組成物は、原料カルシウム組成物に、特定条件で二酸化炭素を付与して製造されるが、原料カルシウム組成物としては水酸カルシウムが好ましい。これは水以外の組成物が副生されないためである。一般的に水酸化カルシウム圧粉体が用いられるが、水酸化カルシウム圧粉体を有機溶媒などの液相に浸漬すると崩れて形態を保てない。そのため、気相で二酸化炭素を付与する必要がある。一方で、気相では液相に比較して均一反応が起こりにくい。そのため、(D1)~(D8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件で医療用バテライト組成物を製造する工程で、かつ、「(D9)原料カルシウム組成物を気相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露させて部分炭酸化を行い、その後で該原料カルシウム組成物を液相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程」は有用である。
 水酸化カルシウム圧粉体などを90%エタノールなどの液相に浸漬すると崩れるが、水酸化カルシウムペーストなどを型にいれて液相に浸漬すれば崩壊しない。そのため、(D1)~(D8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件で医療用バテライト組成物を製造する工程で、かつ、「(D10)型にいれた原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程」は有用である。型の形状は特に限定されないが、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと反応する必要があるため、少なくとも一部が開いており、外部の二酸化炭素あるいは炭酸イオンと反応できる型である必要がある。表面全体から反応が進むため、通気性材料で製造された型は、好ましい。型にいれた原料カルシウム組成物は液相に浸漬する必要はなく、気相で反応させる際にも所望の形態の医療用バテライト組成物の製造などの観点から有用である。
 水酸化カルシウム圧粉体や水酸化カルシウムペーストなどの原料カルシウム組成物に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを暴露すると、医療用バテライト組成物が製造されるが、原料カルシウム組成物に塩化ナトリウムやリン酸二水素ナトリウム、ポリマービーズなどの造孔材や繊維が含まれていても、造孔材や繊維は反応しない。造孔材は多孔体製造に有用であり、繊維は操作性に優れる組成物の製造に有用である。例えば、(D1)~(D8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件で医療用バテライト組成物を製造する工程で、かつ、「(D11)造孔材を含む原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する」と、造孔材を含む、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物が製造できる。該造孔材を除去することによって、医療用炭酸カルシウム多孔体や医療用リン酸カルシウム多孔体などが製造できる。造孔材は原料炭酸カルシウムに混合すればよい。
 また、(D1)~(D8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件で医療用バテライト組成物を製造する工程で、かつ、「(D12)繊維で接続された原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する」と繊維で接続された顆粒などの、(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物が製造できる。上述したように、繊維で接続した医療用炭酸カルシウム組成物や医療用リン酸カルシウム組成物は操作性に優れる。
(好ましい原料カルシウム組成物)
 (D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造工程において、原料カルシウム組成物は、カルシウムを含有する組成物であれば特に限定されないが、水酸化カルシウムと酸化カルシウムが特に好ましい。これは、上述したように、両者に炭酸あるいは炭酸イオンを暴露する工程において炭酸カルシウムが形成される際に、水以外の組成物が副生されないためである。
(有機溶媒)
 本発明でいう有機溶媒とは、有機物の溶媒であり含水有機溶媒を含む。有機溶媒としてはアルコールやケトン、ヘキサンなどが例示される。
 カルサイト形成抑制能力、コスト、含水能力、除去の容易さの観点からアルコールあるいはケトンが望ましく、低級アルコールあるいは低級アルキルケトンがより好ましく、炭素数1~4の脂肪族アルコールあるいは総炭素数3~6のジ低級アルキルケトンがさらに好ましい。
 低級アルコールとしてはメタノール、エタノール、プロパノール等が例示される。メタノール、エタノールおよびプロパノールは好ましく、メタノールおよびエタノールはより好ましい。
 低級アルキルケトンとしてはアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が例示され、特にアセトン、メチルエチルケトンは最適である。
(水溶性有機物)
 本発明でいう水溶性有機物とは、水に溶解する有機物であり、有機物の塩を含む。例えば、ノニオン界面活性剤、リグニンスルホン酸塩、サッカロース等の糖類、アルキルアミン塩型界面活性剤やグリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが例示される。
 水溶性有機物は、医療用炭酸カルシウム組成物を製造した後に完全に除去する必要があり、蒸発する有機溶媒、アンモニア、塩化アンモニウムと比べて有用性は劣る場合が多いが、グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコールは、粘度と水に対する溶解度とが高いため、押出成形および製造物からの除去で有用な場合がある。
(アンモニア、アンモニウム塩)
 本発明でいうアンモニアとはNHであり、アンモニア水NHOHを含む。また、本発明でいうアンモニウム塩とはアンモニアの塩であり、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムなどが例示される。
 この中で、炭酸アンモニウムは炭酸化工程にも用いられるため、特に有用である。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:(D)バテライト焼結体]
 次に、[6]について説明する。
 上述したように、バテライトは準安定相であり、かつ、低温安定相として知られていたため、焼結できるとは考えられていなかった。しかしながら、「20質量%以上のバテライトを含む炭酸カルシウム粉末を圧粉し、かつ、焼成する」工程によって、20質量%以上のバテライトを含む医療用バテライト焼結体が製造できることがわかった。圧粉および焼成条件は特に限定されず、粉末が固まって焼結体が製造できる条件であればよいが、圧粉圧力としては100MPa以上であることが好ましく、130MPa以上であることがより好ましく、160MPa以上であることがさらに好ましい。焼成温度としては200℃以上が好ましく、220℃以上がより好ましく、240℃以上がさらに好ましい。20質量%以上のバテライトを含む炭酸カルシウム圧粉体を焼成すると焼結するが一定温度以上ではバテライトが分解してカルサイトとなる。この温度も環境に依存するため、特に限定されないが、大気焼成の場合、焼成温度は600℃以下が好ましく、550℃以下がより好ましく500℃以下がさらに好ましい。なお、上述したように準安定相であるバテライトの安定相であるカルサイトへの相転移は水分によって促進される。そのため、水分を含まない焼成条件が好ましく、二酸化炭素雰囲気は分解抑制の観点からもより好ましい。したがって、水分を含まない二酸化炭素雰囲気はさらに好ましい。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:(E)炭酸アパタイトハニカム構造体]
 次に、[7]について説明する。
 医療用炭酸カルシウムハニカム構造体は「(E1)押出工程」と、(E5)~(E9)の群から選ばれる一つの「脱脂炭酸化工程」を必須工程とし、必要に応じて(E2)~(E4)、(E10)の群から選ばれる工程を行い製造する。
<(E1)押出工程>
 押出工程においては 押出工程においては、高分子材料含有原料カルシウム組成物を、ハニカム構造形成用型を通して押出し、体積が3×10-11以上であり、かつ、一方向に延びる複数の貫通孔を備えた原料ハニカム構造体を製造する。
 高分子材料としては公知の高分子材料が使用される。なお、粉末を結合させるという意味で高分子材料を高分子バインダーあるいは有機バインダーと呼ぶこともあるが、本発明においては同じ意味である。
 高分子材料としては、ワックス-アクリル樹脂系(単にワックス系とも言う)の有機バインダーである高分子材料が好ましい。これは他の成形方法と異なり、ハニカム構造体の成形においては押出時における流動性と押出後における硬化性が必要であるためと考えられる。
<(E2)押出工程後の成形工程>
 必須工程である(E1)の後に成形工程を行うことが有用である場合もある。
 本工程においては、高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を、熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する。軟化させる温度は高分子材料の種類などによって調整するが、一般的には50℃以上200℃以下である。
 所望の形態に成形することによって、「(E3)外周側壁除去工程」が容易になる。なお、押出工程後とは、高分子材料含有原料カルシウム組成物がハニカム構造形成用型を通過した後のことであり、高分子材料含有原料カルシウム組成物を押出しながら、高分子材料含有原料カルシウム組成物がハニカム構造形成用型を通過直後に成形を行う場合も押出工程の後と定義する。
 また、貫通孔の両端、貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下であるハニカム構造体を製造する場合にはこの段階で該形状に成形することが好ましい。
 「(E3)外周側壁除去工程」においては、(E1)あるいは(E2)の後で、かつ、(E5)~(E9)の群から選ばれる一つの「脱脂炭酸化工程」の前に外周側壁を除去する。
 「(E4)外周側壁除去工程後の成形工程」においては、高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する。軟化温度は高分子材料の種類などによって調整するが、一般的には50℃以上200℃以下である。
 必須工程である(E1)および選択工程である(E2)~(E4)の次に「脱脂炭酸化工程」を行う。ここで「脱脂炭酸化工程」とは脱脂および炭酸カルシウムを形成あるいは保持する工程を意味し、原料カルシウム組成物が炭酸カルシウムである場合には二酸化炭素を付与する必要がないが、本発明においては、原料として炭酸カルシウムを用いる場合でも脱脂炭酸化工程と定義する。また、同時に焼結工程を行う場合も「脱脂炭酸化工程」に含める。
 脱脂とは、高分子材料を除去する工程であり、一般的には熱処理によって行う。アルミナやコージェライトハニカム構造体を調製する場合は、これらのセラミックスが熱分解されないため、脱脂は比較的容易であるが、本発明の反応性の高い医療用炭酸カルシウム組成物の製造においては、脱脂が極めて困難である。これは炭酸カルシウムあるいは炭酸カルシウム製造の原料が高温では熱分解されたり、反応性に劣る炭酸カルシウムとなったりするためである。そのため、特定条件で脱脂を行い、高分子材料あるいはその熱分解生成物である酸溶解残留物を1質量%以下とする必要がある。脱脂工程後に酸溶解残留物を1質量%以下とすることは必須条件であり、0.5質量%以下とすることが好ましく、0.3質量%以下とすることがより好ましく、0.1質量%以下とすることがさらに好ましく、実質的に0質量%とすることが理想的である。
 組成、気孔率、粒径、雰囲気、温度、脱脂時間、昇温速度などの様々な条件が脱脂に影響を及ぼす。脱脂の指標は、脱脂後における炭酸カルシウム組成物の酸溶解残留物であり、色調等では評価できない。
 なお、上述したように、脱脂と同時に、あるいは脱脂の後で炭酸化を行う必要がある場合もある。
 脱脂炭酸化工程は、下記(E5)~(E9)の群から選ばれる少なくとも一つの工程を含む工程である。なお、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きくなるように脱脂炭酸化する。細孔容積は脱脂温度が高いと小さくなるため、細孔容積が0.02cm/g以下であった場合には、脱脂温度を低くすることによって細孔容積を大きくすることができる。
<(E5)脱脂炭酸カルシウム焼結工程>について
 特許文献11に記載されているように、炭酸カルシウムハニカム構造体の製造に関して、炭酸カルシウムは焼結性に乏しく、高温においては熱分解されるため原料としては不適であり、水酸化カルシウムを用いた方法が有用であると考えられていた。すなわち、比較的多量の高分子材料が必要であるハニカム構造体の製造において、高分子材料含有カルシウム組成物ハニカム構造体から医療用炭酸カルシウムハニカム構造体を製造する場合には、粉末間に圧力を負荷できないため、セラミックス圧粉体の焼結に比較して高温が必要とされる。しかしながら、炭酸カルシウムは高温において熱分解される。さらに、炭酸カルシウムは焼結性に乏しいため高分子材料含有炭酸カルシウム粉末を用いて製造した高分子材料含有炭酸カルシウムハニカム構造体を焼結して焼結するのは不可能であると考えられていた。
 しかしながら、驚くべきことに特定条件では、高分子材料含有炭酸カルシウムが、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂でき、炭酸カルシウムが焼結され機械的強度が大きい医療用炭酸カルシウム多孔体が製造されることがわかった。
 高分子材料含有炭酸カルシウムハニカム構造体から機械的強度に優れる医療用炭酸カルシウムハニカム構造体を製造するために必須な条件は、以下に記載する特定条件で加熱脱脂し、酸溶解残留物を1質量%以下となるようにすることであるが、現時点でその詳細な理由は、十分には解明されていない。
 炭酸カルシウムは約500℃までは熱分解されにくい。そのため、約500℃までは雰囲気を制御する必要がなく、大気中で加熱してもよい。大気中では、約500を超える温度で熱分解され始め、経時的に酸化カルシウムとなるが、二酸化炭素雰囲気では920℃まで安定である。したがって、約500℃を超える温度で加熱脱脂する場合には二酸化炭素分圧を上げて炭酸カルシウムが熱分解されない条件で加熱脱脂する必要がある。炭酸カルシウムの焼結温度は、後述するように粉末のサイズなどで変動する。また、反応性の高い炭酸カルシウムハニカムを製造する場合、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きくなるように脱脂炭酸化する必要がある。なお、コスト等の関係から一般的には大気中での加熱脱脂が望ましいが、炭酸カルシウムの分解抑制の観点からは、空気中の二酸化炭素濃度より高い二酸化炭素濃度で加熱脱脂することが好ましい。
 上述したように、本発明において焼結の有無は、水に浸漬して超音波照射する条件で崩れず形態を保てるか否かで判断する。
<(E6)脱脂炭酸化工程>について
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように酸素濃度が30%未満で加熱脱脂し、同時に、炭酸化する工程、では、高分子材料含有水酸化カルシウムを加熱によって脱脂し、同時に炭酸化する。ここで同時にとは、一工程の中で同時であることを意味し、実際には加熱によって脱脂が先に行われる。高分子材料の脱脂と同時に炭酸化する場合には加熱脱脂温度と加熱脱脂雰囲気の制御、加熱脱脂時間が重要である。これは、二酸化炭素分圧が低い条件では水酸化カルシウムが約345℃から熱分解されて酸化カルシウムとなるためである。当該温度までは二酸化炭素分圧を増加させる必要がないが、工程中に二酸化炭素分圧を変動させるのは煩雑であるため、当初から二酸化炭素分圧を増加させておくことが好ましい。
 特許文献12に記載されているように脱脂に関しては高分子材料を焼却させる必要があると考えられていたが、鋭意検討した結果、焼却は脱脂の一方法であり、焼却させなくとも開重合や蒸発などで脱脂できることがわかった。また、高分子材料を焼却させると不完全燃焼が起り、酸溶解残留物である炭素が残存する場合があることがわかった。
 そのため、驚くべきことに、高分子材料が焼却されない条件で脱脂する方が好ましい場合があることがわかった。高分子材料の開重合や蒸発などの焼却以外方法で脱脂するために、酸素濃度は酸素の体積%として30%未満である必要がある。酸素濃度としては15%未満が好ましく、10%未満がより好ましく、酸素が存在しない状況、すなわち実質的に酸素濃度が0%であることがさらに好ましい。
 なお、高分子材料含有水酸化カルシウムと高分子材料含有炭酸カルシウムの脱脂挙動は異なる。高分子材料含有炭酸カルシウムを加熱脱脂する場合には酸素が存在しても酸溶解残留物が残存されにくい。一方、高分子材料含有水酸化カルシウムは酸素が存在すると酸溶解残留物が残存されやすい。この原因は十分に解明されていないが、水酸化カルシウムと高分子材料の反応性に起因すると考えられる。すなわち、炭酸カルシウムは高分子材料との反応性が限定的であるため、高分子材料は開重合や蒸発などで脱脂されやすい。一方、水酸化カルシウムは高分子材料との反応性が比較的高いため、水酸化カルシウムが高分子材料と相互作用あるいは反応すると考えられる。水酸化カルシウムと相互作用あるいは反応した高分子材料は開重合や蒸発などで脱脂されやすいと考えられる。
 水酸化カルシウムの熱分解を防ぎ、かつ脱脂炭酸化を行うため、二酸化炭素が50体積%以上、酸素が30体積%未満で、600℃以上800℃以下で脱脂炭酸化を行うことが好ましい。
 本発明の必須条件の一つは、高分子材料を完全に脱脂することであり、二酸化炭素が50体積%以上、酸素が30体積%未満で、600℃以上800℃以下で脱脂炭酸化を行っても、完全に脱脂できていない場合には本発明に含まれない製造方法となる。また、ハニカム構造体の場合、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きくなるように脱脂炭酸化することが必須である。適宜、熱処理温度、熱処理雰囲気、熱処理時間を検討し、高分子材料が完全に脱脂できる条件で熱処理を行う。
<(E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程について>
 上述の「(E6)脱脂炭酸化工程」では、比較的簡便に高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体からカルサイト多孔体が製造できるが、600℃以上800℃以下でカルサイトを形成させるため、製造できるカルサイト多孔体の反応性が乏しい場合が多い。この原因は十分に解明されていないが、一般的に600℃以上800℃以下の熱処理が必要となり、反応性の低いカルサイトが形成されるためであると考えられる。
 この観点から、高温で脱脂工程を行い、温度を下げてからカルサイトあるいはバテライトを形成させればよい。
 高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体からカルサイトを形成させずに加熱脱脂すると水酸化カルシウムは熱分解して酸化カルシウムとなる。高温処理であるため完全に脱脂を行える長所がある。熱処理温度が高くなると酸化カルシウム多孔体が緻密になったり、結晶化度が高くなったりして、結晶化度の低い炭酸カルシウムが製造できない。そのため、酸化カルシウムを製造する熱処理温度は700℃~1000℃が好ましく、750℃~950℃がより好ましく、800℃~900℃がさらに好ましい。
 高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体も加熱脱脂すると、炭酸カルシウムは熱分解して酸化カルシウムとなる。炭酸カルシウムは水酸化カルシウムと比較して反応性が低いため、低い温度で加熱脱脂ができる。高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体から酸化カルシウムを製造する熱処理温度は500℃~1000℃が好ましく、530℃~800℃がより好ましく、550℃~650℃がさらに好ましい。
 脱脂を行った後で、温度を下げてから酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与し、カルサイト多孔体、あるいはバテライト多孔体を製造する。酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与する温度が低いほど反応性の高いカルサイト多孔体が製造できるが二酸化炭素の付与に時間がかかる。両者のバランスから酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与する温度としては300℃~500℃が好ましく、310℃~400℃がより好ましく、320℃~380℃がさらに好ましい。酸化カルシウム多孔体からバテライト多孔体を製造する場合には、前述した(D1)~(D12)などの方法で酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与する。
<(E8)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程について>
 前記「(E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程」では比較的反応性の高いカルサイト多孔体、あるいは反応性が極めて高いバテライト多孔体が製造できるが、高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体から直接酸化カルシウム多孔体を形成させる場合に比較して、高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、加熱脱脂して酸化カルシム多孔体とし、温度を下げてから酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与し、カルサイト多孔体あるいはバテライト多孔体を製造するとより機械的強度が大きい炭酸カルシウム多孔体が製造できたり、ひび割れした炭酸カルシウム多孔体ができにくくなったりする。この原因は十分に解明されていないが、水酸化カルシウムに二酸化炭素が付与されることによって機械的強度に劣る水酸化カルシウム多孔体として加熱される時間を減らすことができるためであると考えられる。なお、「(E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程」と同じく、酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与する温度としては300℃~500℃が好ましく、310℃~400℃がより好ましく、320℃~380℃がさらに好ましい。
<(E9)硫酸カルシウム脱脂炭酸化工程について>
 前記、炭酸カルシウムあるいは水酸化カルシウムを用いる場合に比較して、硫酸カルシウムを用いる場合にはミクロ気孔が多いカルサイト多孔体を製造できる。この原因は十分に解明されていないが、硫酸カルシウムの結晶構造が粗であることが原因の一つであると推測される。
 高分子材料含有硫酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、その後、製造された硫酸カルシウム多孔体に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを付与して炭酸カルシウムとする脱脂炭酸化工程、では、硫酸カルシウムを原料カルシウム組成物として用いる。まず、高分子材料含有硫酸カルシウム多孔体を700℃以上で酸溶解残留物が1質量%以下となるように熱処理によって脱脂する工程を行う。次に、製造された硫酸カルシウム多孔体に炭酸イオンを付与して医療用炭酸カルシウム多孔体を製造する。
 硫酸カルシウムは比較的高温でも安定である。700℃以上での脱脂は必須条件であるが、最終熱処理温度は750℃~1100℃が好ましく、800℃~1000℃がより好ましく、850℃~950℃がさらに好ましい。
<(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程>
 (E5)~(E9)に記載のいずれか一つの脱脂炭酸化工程の後で、「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」を行う。形状仕上げ工程では、外周側壁除去などの形状の仕上げを行う。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:(E)特定の炭酸カルシウムハニカム構造体]
次に、[8]について説明する。
 前記(E)を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法であって、下記(E11)~(E14)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足することを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法は有用である。
 (E11)は、前記「(E1)押出工程」で、ハニカム構造体の外周側壁の厚さが隔壁の厚さより厚く、かつ、貫通孔に垂直な面の断面積が1cm以上であるように押出す工程である。
 これは、貫通孔に垂直な面の断面積が1cm2以上となると、押出時の形態保持などから外周側壁の厚さがハニカム構造体の壁厚より厚くなるように押出した方が形態保持しやすいためである。
 一方、外周側壁の厚さがハニカム構造体の壁厚より厚く、かつ、貫通孔に垂直な面の断面積が1cm以上である高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体の脱脂炭酸化工程では、外周側壁と隔壁の収縮の差異によって外周側壁と隔壁の間やハニカム構造体内部にクラックが形成されやすい。そのため、前記(E5)~(E9)の群から選ばれる一つの脱脂炭酸化工程の前に、「(E3)外周側壁除去工程」を行うことが好ましい。
 貫通孔に垂直な面の断面積が1cm2未満の場合は、押出時の形態保持の問題が限定的となる。外周側壁の厚さがハニカム構造体の隔壁の厚さと同じ、あるいは小さい場合には収縮率が同じである、あるいは小さいため、「(E3)外周側壁除去工程」の必要性が限定的である。また、貫通孔に垂直な面の断面積が1cm未満である場合には収縮率が異なっていても収縮量の差が限定的であるためクラックが発生しにくい。したがって、「(E3)外周側壁除去工程」の必要性は限定的である。
 (E12)は、前記「(E1)押出工程」、「(E2)押出工程後の成形工程」、「(E4)外周側壁除去工程後の成形工程」、「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」の群から選ばれる少なくとも一つの工程において、熱的に軟化した高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体に圧力を負荷して、貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下になるように湾曲成形する製造方法である。
 軟化温度は高分子材料の種類などによって調整するが、一般的には50℃以上200℃以下である。
 (E13)は、前記「(E3)外周側壁除去工程」は研削で行い、前記「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」は研磨で行う製造方法であり、外形形態に優れる医療用炭酸カルシウムハニカムの製造方法として有用である。
 高分子材料含有原料カルシウム組成物からなる原料ハニカム構造体の外周側壁除去に特有の現象であると考えられが、該原料ハニカム構造体の外周側壁を、ダイヤモンドポイントなどを用いて研磨による削除を試みると、外周側壁は削除されるが、新たな外周側壁が形成される。これは、研磨工程による発熱で外周側壁が軟化されることに起因すると考えられる。一方、研削工程による発熱は、研磨工程と比較して限定的である。したがって、外周側壁除去工程はカンナやなどの研削で行うことが好ましい。
 該原料ハニカム構造体を脱脂し、炭酸化して製造された炭酸カルシウムハニカム構造体を研削によってよって外周側壁仕上げ除去工程を行うと、チッピングが起こる。そのため、外周側壁除去仕上げ工程は研削ではなく、ダイヤモンドポイントなどを用いた研磨で行うことが好ましい。
 (E14)は、前記「(E1)押出工程」の原料カルシウム組成物が硫酸カルシウム無水物である製造方法である。
 これまでに、硫酸カルシウムハニカム構造体は製造されていない。原料ハニカム構造体形成工程における押出工程では、原料カルシウム組成物と高分子材料の混合物を加熱する。硫酸カルシウムには無水物、半水物、二水物があるが、含水硫酸カルシウムを原料カルシウム組成物として用いる場合、水分が蒸発して高分子材料含有硫酸カルシウムからなる原料ハニカム構造体が膨れてハニカム構造がいびつになる。そのため、硫酸カルシウムとしては硫酸カルシウム無水物を用いることが必須である。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:(F)酸化カルシウム顆粒の膨張]
 次に、[9]、すなわち、原料として酸化カルシウム顆粒を用いて、前記(F)を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造工程について説明する。
 顆粒を、空隙を残して結合させるには、顆粒に何らかの結合能力を付与する必要がある。顆粒に何らかの結合能力を付与する方法としては、高分子材料を使用する場合と使用しない場合に区分される。まず、高分子材料を使用しない製造方法について説明する。高分子材料を用いない場合、原料カルシウム組成物の結合を利用する必要があり、酸化カルシウムの水和などによる膨張、および硫酸カルシウムの硬化反応が有用である。まず、原料として酸化カルシウム顆粒を用いる製造方法を説明する。
 酸化カルシウムは水や酢酸などを付与すると、膨張して水酸化カルシウムや酢酸カルシウムとなるため、当該反応を利用して顆粒同士を結合させ、炭酸化させる。この製造方法では、下記(F1)と(F2)とを含み、かつ、(F3)と(F4)との少なくとも一つを含むことが必要条件である。
<(F1)導入閉鎖工程>について
 本工程では、酸化カルシウム顆粒を反応容器に入れ、顆粒が反応容器から排出されないように、反応容器の開口部を閉鎖する。これは反応容器内の顆粒同士を均一に結合させたり、顆粒間に圧縮応力を付加させたりする目的で行う工程である。閉鎖工程を行わないと顆粒同士が均一に結合しないため、医療用多孔体としては好ましくない。均一な多孔体構造を形成させるために、反応容器の開口部を閉鎖することは必須であり、開口部を閉鎖しない導入工程は本発明に含まれない発明である。なお、顆粒が反応容器から排出されるか否かが閉鎖の有無の判断基準であり、顆粒が反応容器から排出されないような開口部の開口は実質的に閉鎖していると定義する。また、メッシュ状の反応容器であっても、顆粒が反応容器から排出されないように閉鎖する場合には導入閉鎖工程を行ったと定義する。
<(F2)多孔体形成工程>について
 導入閉鎖工程の後で、反応容器内部の、酸化カルシウム顆粒に水あるいは酢酸を付与する工程である。酸化カルシウム顆粒は、水あるいは酢酸との反応によって水酸化カルシウムあるいは酢酸カルシウムとなるとともに膨張する。導入閉鎖工程によって反応容器の開口部は閉鎖されているため、顆粒同士の接触度合が高くなり、均一な気孔構造を有する水酸化カルシウム多孔体あるいは酢酸カルシウム多孔体が形成される。また、酸化カルシウム顆粒が膨張するため、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上となる。
<(F3)炭酸化工程>について
 水酸化カルシウム多孔体を製造した場合は、次に、水酸化カルシウム多孔体形成工程と同時に、あるいは、水酸化カルシウム多孔体形成工程の後に、水酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与する。水酸化カルシウム多孔体が炭酸化され、炭酸カルシウム多孔体となる。
 一方、酢酸カルシウム多孔体を製造した場合は、酢酸カルシウム多孔体形成を熱処理する。酢酸カルシウムが熱分解されて炭酸カルシウム多孔体となる。熱処理は酢酸カルシウムの分解温度である400℃以上で行う。
<(F4)酸化カルシウム炭酸化工程>について
 前記(F1)~(F3)の全てを含む製造工程でも医療用炭酸カルシウム多孔体が製造できる。しかしながら、該多孔体の圧縮強度は小さい場合がある。圧縮強度を増大させるには、水酸化カルシウム多孔体、炭酸カルシウム多孔体あるいは酢酸カルシウム多孔体を熱処理して酸化カルシウム多孔体を製造し、該酸化カルシウムを二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体を製造する工程が有用である。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:(F)硫酸カルシウム顆粒の硬化反応]
 次に、[10]について説明する。
 適切なサイズの硫酸カルシウム顆粒同士を硬化させることによっても、前記(F)を満足する医療用炭酸カルシウム組成物を製造することができる。
 すなわち、硫酸カルシウム顆粒と炭酸イオンを含む水との硬化反応、あるいは、硫酸カルシウム半水和物顆粒あるいは硫酸カルシウム無水和物顆粒と水との硬化反応によって多孔体を製造することが可能である。前者の場合は、直接炭酸カルシウム多孔体が製造される。後者の場合は、硫酸カルシウム二水和物多孔体が製造されるため、炭酸化工程によって該多孔体を硫酸カルシウム二水和物から炭酸カルシウムに組成変換させる。すなわち、前者は、下記(F5)および(F6)の工程を含む製造方法であり、後者は、下記(F5)、(F7)および(F9)の工程を含み、(F8)の工程を選択工程とする製造方法である。これらによって、前記(F)を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法が提供できる。
<(F5)導入工程>について
 本工程では、硫酸カルシウム顆粒を反応容器に入れる。
<(F6)多孔体形成炭酸化工程>について
 反応容器に入れた硫酸カルシウム顆粒と炭酸イオンを反応させる工程である。
例えば、反応容器に入れた硫酸カルシウム顆粒を炭酸ナトリウム水溶液に浸漬すればよい。本工程で、硫酸カルシウム顆粒はマクロ形態を保ったまま炭酸カルシウムに組成変換される。同時に、形成される炭酸カルシウム結晶の橋架けで顆粒同士が硬化し、顆粒結合多孔体が形成される。
<(F7)多孔体形成工程>について
 硫酸カルシウム顆粒の組成が、硫酸カルシウム半水和物あるいは硫酸カルシウム無水和物である場合は、反応容器に入れた顆粒に水を付与すれば、顆粒はマクロ形態を保ったまま炭酸カルシウムに組成変換される。同時に、形成される炭酸カルシウム結晶の橋架けで顆粒同士が硬化し、顆粒結合多孔体が形成される。
<(F8)熱処理工程>について
 本工程は、「(F7)多孔体形成工程」で製造された硫酸カルシウム二水和物多孔体を必要に応じて熱処理して、脱水し、硫酸カルシウム無水和物多孔体とする工程である。熱処理工程によって圧縮強度が大きい医療用炭酸カルシウム多孔体が製造できる。
<(F9)炭酸化工程>について
 本工程では、硫酸カルシウム二水和物多孔体あるいは硫酸カルシウム無水和物多孔体を、炭酸イオンを含む水に暴露する。硫酸カルシウム二水和物多孔体あるいは硫酸カルシウム無水和物多孔体はマクロ形態を維持したまま組成が炭酸カルシウムに変換され、医療用炭酸カルシウム多孔体が製造される。
 (F5)又は(F9)工程によって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上となる。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:(F)高分子を用いる工程]
 次に、[11]、すなわち、高分子材料を用いる、前記(F)を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法について説明する。
 原料カルシウム組成物と高分子材料の混合物である高分子材料含有原料カルシウム組成物を用いると、高分子材料によって該混合物顆粒を結合させることができる。一方で、高分子材料を用いるため、前記したように、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物を製造するには、脱脂によって高分子材料を除去する必要がある。特定条件で脱脂を行い、高分子材料あるいはその熱分解生成物である酸溶解残留物を1質量%以下とする必要があることも医療用炭酸カルシウムハニカム構造体の場合と同じである。
 下記(F10)および(F11)と、前記(E5)~(E9)の群から選ばれる一つを必須工程とし、前記(E10)を選択工程とすることによって、前記(F)を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法が提供できる。
<(F10)導入工程>について
 体積が10-12以上の高分子材料含有原料カルシウム組成物顆粒を、反応容器に入れる工程である。
<(F11)多孔体形成工程>について
 本工程においては、反応容器内部の該顆粒を、熱処理することにより表面同士を熱的に軟化させて融着させる工程、該顆粒の表面を溶解することにより該顆粒の表面同士を結合させる工程、可塑剤により該顆粒の表面同士を融合させる工程、のいずれかで、体積が3×10-11以上であり、かつ、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である顆粒結合多孔体を製造する。
 熱処理することにより表面同士を熱的に軟化させて融着させる工程においては、該顆粒を加熱する。熱可塑性高分子の場合、顆粒が軟化し、顆粒の自重あるいは反応容器からの圧縮応力によって軟化した顆粒を融着させる。
 顆粒の表面を溶解することにより該顆粒の表面同士を結合させる工程においては、アセトンやジメチルスルホキシドなどの溶媒などで顆粒の表面を溶解させ、顆粒同士を結合させる。
 可塑剤により該顆粒の表面同士を融合させる工程においては、高分子材料含有原料カルシウム組成物顆粒内部に可塑剤を添加しておき、顆粒同士を接触させることによって顆粒同士を融合させる方法や、顆粒の表面に可塑剤を付与し、顆粒表面を軟化させ、顆粒同士を融合させる方法が例示される。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:(G)気孔集積多孔体]
 次に、[12]、すなわち、前記(G)を満足する医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法を説明する。
 該製造方法は、下記(G1)と、(D1)~(D10)および(E5)~(E9)の群から選ばれる一つとを必須工程とし、下記(G2)および(G3)および前記(E10)を選択工程とする製造方法である。
<(G1)混合工程>について
 「(G1)混合工程」は、原料カルシウム組成物粉末あるいは原料カルシウム組成物ペーストと造孔材を混合する工程である。原料カルシウムが水酸化カルシウム、炭酸カルシウムや硫酸カルシウムなど水に対する溶解度が限定的である場合には炭酸カルシウムペーストの方が流動性を確保できて好ましい。一方、酢酸カルシウムなど水溶性カルシウム化合物の場合は粉末のまま混合することが好ましい。原料カルシウム組成物として、特に制限はないが、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムが好ましく、特に水酸化カルシウムと炭酸カルシウムとが好ましい。
 造孔材としては、上述したように、特段の制限はないが、塩化ナトリウムやリン酸二水素ナトリウム、ポリマービーズなどが例示される。造孔材によって気孔径が制御されるため、最大径長さが800μm以上の造孔材を含まないことが必要条件である。また、最大径長さは50μm以上400μm以下の造孔材が好ましい。
<(G2)圧粉工程>について
 「(G2)圧粉工程」は、原料カルシウム組成物粉末あるいは原料カルシウム組成物ペーストと造孔材の混合物を圧粉する工程である。圧粉方法としては手圧を含む一軸加圧や静水圧加圧などの公知の圧粉方法を制限なく用いることができる。原料カルシウム組成物ペーストを用いる場合には必要に応じて、本工程の後に乾燥を行う。原料カルシウム組成物ペーストと造孔材を混合する工程において、一定の圧力が負荷され、圧粉工程が不要となる場合があるため、本工程は選択工程である。
<(G3)造孔材除去工程>について
 「(G3)造孔材除去工程」は、造孔材を溶媒に溶解させて除去する造孔材除去工程する工程である。医療用炭酸カルシウム組成物を原料として医療用リン酸カルシウム多孔体などを製造する場合には、医療用炭酸カルシウム組成物をリン酸水素二ナトリウムに浸漬するなどの工程によって造孔材は除去されるため、医療用炭酸カルシウム組成物の製造段階では、必ずしも造孔材を除去する必要がない。したがって、(G3)は選択工程である。
 本製造方法においては高分子材料を造孔材として用いる場合がある。その際は、高分子材料を用いる炭酸アパタイトハニカム構造体における「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」が有用となる場合がある。したがって、(E10)も選択工程である。
 なお、(G)の条件を満たすためには、水銀圧入法測定による該気孔集積型多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である必要がある。該細孔容積は、(G1)の混合工程における原料カルシウム組成物粉末と溶媒との混合比、および(G2)の圧粉工程における圧粉圧力によって調整する。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:脱脂条件]
 次に、[13]について説明する。
 高分子材料を用いる医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法においては、用いた高分子材料を除去する必要がある。この工程を脱脂といい、具体的には高分子材料の解重合、蒸発などで高分子材料を除去する。本発明において、医療用炭酸カルシウムハニカム構造体などを製造する場合、高分子材料の脱脂によって高分子材料含有カルシウム組成物中のカルシウム組成物粉末間の距離が長くなるため、高分子材料の脱脂速度を調整してカルシウム組成物粉末間の距離が長くならないように調整することが好ましい。なお、脱脂温度が200℃未満の場合には比較的多くの高分子材料が残存しており、流動性が高いため、比較的カルシウム組成物粉末間の距離が長くならない。
 そのため、200℃以上の脱脂工程において高分子材料含有カルシウム組成物の高分子材料の質量減少が毎分1質量%より小さくすることが好ましい。しかしながら、高分子材料含有カルシウム組成物の質量減少を毎分1質量%より小さくする温度は150℃以上とすることが好ましく、100℃以上とすることがより好ましく、50℃以上とすることがさらに好ましい。
 該高分子材料の減少は毎分0.9質量%より小さいことがより好ましく、毎分0.8質量%より小さいことがさらに好ましい。
 なお、高分子材料の減少速度は温度上昇に対して一定ではなく、特定の温度で急激に起こる。例えば、アクリル樹脂の解重合は250℃で急激に起こる。そのため、熱質量測定によって該脱脂条件を最適化できる。基本的には熱質量測定において質量減少の微分値に応じて加熱速度を調整すればよいが、急激な質量減少が始まる温度より約20度低い温度で一定時間保持してもよい。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:特定の製造方法]
 次に、[14]について説明する。
 医療用炭酸カルシウム組成物の製造工程において、二酸化炭素および酸素の制御が好ましい場合がある。
 「(L)30KPa以上の酸素分圧で脱脂を行う工程」は、脱脂工程で好ましい場合がある。高分子材料は熱処理によって解重合、蒸発、熱分解、焼却によって脱脂されるが酸素分圧が高い方が脱脂されやすくなる場合があり、酸溶解残留物が少なくなるため好ましい場合がある。空気中の酸素分圧は約20KPaであるが、30KPa以上であることが好ましく、60KPa以上であることがより好ましく、90KPa以上であることがさらに好ましい。
 「(M)30KPa以上の二酸化炭素分圧で脱脂あるいは炭酸化を行う工程」は、脱脂あるいは炭酸化工程でが好ましい場合がある。これは、原料カルシウム組成物の炭酸化に二酸化炭素が必要であることと、脱脂が高分子材料の焼却を必要とせず高分子材料の解重合、蒸発、熱分解だけで脱脂によって酸分解残留物が1質量%以下になる場合があるためである。また、炭酸カルシウムは二酸化炭素分圧が0KPaである場合は340℃付近から酸化カルシウムに熱分解される。そのため、一定以上の二酸化炭素分圧で脱脂あるいは脱脂炭酸化を行う工程が好ましい場合がある。大気中の二酸化炭素量は限定的であり、効率的に炭酸化を行うためには炭酸化工程において30KPa以上の二酸化炭素分圧が好ましく、60KPa以上であることがより好ましく、90KPa以上であることがさらに好ましい。また、純粋な二酸化炭素環境と同等の環境、すなわち二酸化炭素分圧が101.3KPaで脱脂することが好ましい場合がある。
 「(N)酸素あるいは二酸化炭素を含む150KPa以上の気体で脱脂あるいは炭酸化を行う工程」は、脱脂工程および炭酸化工程で好ましい場合がある。
 医療用炭酸カルシウム組成物の製造工程においては、脱脂あるいは炭酸化を行う場合がある。例えば、二酸化炭素をフローさせるなど、原料カルシウム組成物に二酸化炭素を暴露すれば原料カルシウム組成物は炭酸化され医療用炭酸カルシウム組成物が製造されるが、二酸化炭素をフローさせる場合にはほとんどの二酸化炭素が製造には用いられず破棄される。また、原料カルシウム組成物多孔体や原料カルシウム組成物圧粉体を炭酸化する場合には多孔体内部や圧粉体内部に二酸化炭素が導入されにくいという問題もある。
 このような場合には実質的な閉鎖系とし、閉鎖系の内部を加圧することが好ましい。理論的には加圧すれば多孔体や圧粉体の内部まで酸素あるいは二酸化炭素が浸透し、原料カルシウム組成物は酸素あるいは二酸化炭素に暴露される。しかしながら、効率性の観点から、酸素あるいは二酸化炭素を含む150KPa以上の気体で脱脂あるいは炭酸化を行う工程が好ましい。気体の圧力は150KPa以上が好ましく、200KPa以上がより好ましく、300KPa以上がさらに好ましい。理論的には気体の圧力に上限はないが、加圧閉鎖系の反応装置が必要となるため、気体の圧力は2MPa以下であることが好ましく、1MPa以下であることがより好ましく、500KPa以下であることがさらに好ましい。
 なお、加圧状態を保持するため、反応装置は実質的に閉鎖系とする必要があるが、脱脂された高分子材料成分の反応装置からの排出などの目的で一時的にあるいは継続的に加圧を保ったままで開放系とすることも可能である。
 「(O)反応容器中の空気の一部あるいは全部を二酸化炭素に置換してから、二酸化炭素を反応容器に導入することによって、反応容器中の二酸化炭素濃度を増加させる工程」は、炭酸化工程で有用である場合がある。これは、二酸化炭素分圧を増大させ、炭酸化速度を加速させるためである。
 反応容器の一方から二酸化炭素を導入し、他方から大気を排出することによって反応容器内の空気を二酸化炭素に置換する方法は簡便であり有効である。
 また、減圧工程によって原料カルシウム組成物に含まれる気体を減じた後に、二酸化炭素を反応容器に導入することによって、空気から二酸化炭素への置換度がより高くなる。すなわち、水酸化カルシウム圧粉体などの原料カルシウム組成物から、原料カルシウム組成物が含まれていない医療用炭酸カルシウムブロックなどの医療用炭酸カルシウム組成物を製造するには、圧粉体などの内部まで二酸化炭素を導入させる必要があり、拡散だけでは時間がかかったり内部まで炭酸化できなかったりする。減圧工程によって水酸化カルシウム圧粉体内部の空気などを減じ、その後に空気に比べて二酸化炭素濃度の高い気体を反応容器に導入すれば水酸化カルシウム圧粉体内部まで二酸化炭素を導入することができる。
 反応容器を減圧するには、反応容器を大気圧である101.3KPaより小さくすればよいが、90KPa以下とすることが好ましく、60KPa以下とすることがより好ましく、30KPa以下とすることがさらに好ましい。減圧工程によって水酸化カルシウム圧粉体内部の空気などを減じ、その後に空気より二酸化炭素濃度の高い気体を反応容器に導入する必要がある。原理的には空気より二酸化炭素濃度が高ければよいが、導入する気体の二酸化炭素濃度は10体積%以上が好ましく、50体積%以上が好ましく、90体積%以上がより好ましく、実質的に純粋な二酸化炭素であることが理想的である。反応容器に二酸化炭素を導入する際の反応容器の圧力は特に限定されない。しかしながら、原料カルシウム組成物の反応速度を増大させる観点から、反応容器の圧力が大気圧である101.3KPa以上となるように二酸化炭素を導入することが好ましく、150KPa以上がより好ましく、200KPa以上がさらに好ましい。
 「(P)閉鎖系の反応容器中の圧力が一定の値となるように二酸化炭素を供給する炭酸化工程」は、閉鎖系の反応容器で医療用カルシウム組成物に二酸化炭素を付与する工程で有用である。なお、本発明でいう「閉鎖系の反応容器」とは上述したように、開放系でない反応容器である。一般的には閉鎖系の反応容器を用いる炭酸化はコストアップとなるが、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物は医療用材料であり、異物混入を防ぐ観点から閉鎖系での製造が好ましい場合がある。
 原料炭酸カルシウムから医療用炭酸カルシウム組成物を製造する場合を除き、原料カルシウム組成物に炭酸基を付与するには二酸化炭素あるいは炭酸イオンが必要である。例えば、1モルの水酸化カルシウムに二酸化炭素を付与して1モルの炭酸カルシウムを製造するには、1モルの二酸化炭素が必要であり、1モルの二酸化炭素は標準状態で約22.4Lである。
 したがって、1モルの医療用炭酸カルシウム組成物を製造するには最低でも標準状態で22.4Lの二酸化炭素を含むことが可能な比較的大きな反応容器が必要となる。一方、閉鎖系で反応容器中の圧力が一定の値となるように二酸化炭素を供給することによって比較的小さい反応容器による製造が可能となる。圧力値に特に制限はないが、反応容器中の圧力が一定となるように、二酸化炭素ボンベから減圧弁を用いて反応容器中に二酸化炭素を供給する工程が簡便であるため、反応容器中の圧力は大気圧より大きいことが好ましい。また、目的は反応容器内部への二酸化炭素の供給であり、反応容器中の圧力を必要以上に大きくすると反応容器が高価になり、操作が煩雑になるだけである。そのため、反応容器中の二酸化炭素の圧力は大気圧に加えて0.5MPa以下であることが好ましく、0.3MPa以下であることがより好ましく、0.2MPa以下であることがさらに好ましい。
 本工程は、気相での炭酸化だけでなく、前記(D9)に記載したような液相での炭酸化においても有用である。また、閉鎖系において二酸化炭素以外の気体は消費されないため、本工程だけを行うと、反応容器内の二酸化炭素濃度が低い。そのため、本工程と「O」工程の両者を含む工程が、望ましい。
 「(Q)反応容器中の二酸化炭素を撹拌あるいは循環させる炭酸化工程」は、反応容器で医療用カルシウム組成物に二酸化炭素を付与する工程で有用である場合があり、特に閉鎖系の反応容器を用いる場合に有用である場合がある。
 該工程は、前記「(D)」を特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法の一つである「(D8)」においても有用であるが、前記「(D)」を特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法に限定されず、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法として有用である場合がある。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:特定の原料カルシウム組成物]
次に、[15]について説明する。原料カルシウム組成物としてはカルシウムを含む組成物が広く用いられるが、原料カルシウム組成物の組成が酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムの群から選ばれる一つであることは好ましい。これは、原料カルシウム組成物に炭酸成分などを付与して医療用炭酸カルシウム組成物などを製造する工程などにおいて、水以外の組成物が副生されないためである。
[II 医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法:特定の原料カルシウム組成物]
 次に、[16]について説明する。[16]は、特に[3]の炭酸カルシウム組成物の製造方法に関わり、
 (R1)平均粒径が2μm以上8μm以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (R2)球形度が0.9以上の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (R3)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 (R4)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
 の少なくとも一つの条件を満足する製造方法である。
 いずれもミクロ気孔を制御することによって製造される医療用炭酸カルシウム組成物の反応性を高めるための条件であり、特定の原料カルシウム粉末を用いることによって、好ましいミクロ気孔が形成される。
 (R1)は、原料カルシウム組成物である炭酸カルシウム粉末の特定の平均粒径に関するものである。平均粒径は、2μm以上8μm以下が好ましく、3μm以上7μm以下がより好ましく、4μm以上6μm以下がさらに好ましい。
 (R2)の球形度は、0.9以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましい。
 (R3)のMg含有量は、5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下が好ましく、1×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がより好ましく、1.5×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がさらに好ましい。
 (R4)のSr含有量は、3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下が好ましく、4×10-3質量%以上1.3×10-2質量%以下がより好ましく、5×10-3質量%以上1×10-2質量%以下がさらに好ましい。
 (R1)~(R4)のいずれかの条件を満たすことが好ましいが、複数を満たすことがより好ましく、全てを満たすことがさらに好ましい。
[III 医療用硫酸カルシウム硬化性組成物]
 次に、[17]、すなわち、医療用炭酸カルシウム組成物の原料としても用いることができる医療用硫酸カルシウム硬化性組成物について説明する。
 下記(T1)~(T5)の全ての条件を満足する医療用硫酸カルシウム硬化性組成物は硬化性を示すため、有用な医療用材料である。
 (T1)酸溶解残留物が1質量%以下である。
 (T2)体積が5×10-13以上である。
 (T3)医療用組成物として、実質的に純粋な硫酸カルシウムである。
 (T4)硫酸カルシウム半水和物含有量が50質量%以上である。
 (T5)接触した複数の組成物を水に浸漬すると、硬化して圧縮強度が0.3MPa以上である多孔体を形成する。
 これまで、硫酸カルシウム半水和物粉末が硬化することは知られていたが、酸溶解残留物が1質量%以下であり、かつ、医療用組成物として、実質的に純粋な硫酸カルシウムである、体積が5×10-13以上の硫酸カルシウム顆粒が、硬化して圧縮強度が0.3MPa以上の多孔体を形成することは知られていなかった。
 該顆粒が硫酸カルシウム半水和物を50質量%以上含有する場合、水で練和するとその一部あるいは全部が硫酸カルシウム二水和物となり、析出した硫酸カルシウム二水和物結晶の橋架けによって顆粒同士が結合して多孔体となる。
 体積が5×10-13未満の場合でも硬化して多孔体を形成できるなどの有用性があるが、有用性が限定的であるため、体積は5×10-13以上である必要がある。組織侵入に有用な多孔体形成および圧縮強度の観点からは、体積は5×10-13以上1×10-9以下であることが好ましく、4×10-12以上5×10-10以下であることがより好ましく、体積が1.4×10-11以上1.1×10-10以下であることがさらに好ましい。
 硬化性の観点から、硫酸カルシウム半水和物が50質量%以上であることが必須である。硬化性は硫酸カルシウム半水和物の含有量が増大するにつれて高くなるため、硫酸カルシウム半水和物が70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
 硫酸カルシウム多孔体が形成されること自体に有用性があるが、多孔体の機械的強度が小さい場合には有用性が小さい。本発明においては、接触した複数の組成物を水に浸漬すると、硬化して圧縮強度が0.3MPa以上である多孔体を形成することを必須条件とする。硬化体の圧縮強度は、0.5MPa以上であることが好ましく、1.0MPa以上であることがより好ましい。接触の程度によって圧縮強度が異なるため、異なる圧縮強度が得られた場合には、高い圧縮強度を該組成物の圧縮強度とする。
[IV 医療用硫酸カルシウム組成物の製造方法]
 次に、[18]について説明する。前記、「III 医療用硫酸カルシウム硬化性組成物」の製造方法であって、下記(U2)および(U3)を必須工程として含み(U1)および(U4)を選択工程として含むことを特徴とする医療用硫酸カルシウム硬化性組成物である医療用硫酸カルシウム半水和物顆粒の製造方法は有用である。
 「(U1)高分子材料脱脂工程」は、高分子材料含有硫酸カルシウム顆粒あるいはブロックを熱処理で脱脂して酸溶解残留物を1質量%以下とする工程である。
 本工程は、高分子材料含有硫酸カルシウムブロックあるいは顆粒を原料として用いる場合の工程であり、該原料を熱処理で脱脂して酸溶解残留物を1質量%以下とする工程である。酸溶解残留物は1質量%以下であることが必須条件であり、0.5質量%以下であることが好ましく、0.3質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることがさらに好ましく、0質量%であることが理想的である。熱処理は一般的に700℃以上で行う。硫酸カルシウムは700℃以上では無水物となるため、本工程によって硫酸カルシウム無水物ブロックあるいは硫酸カルシウム無水物顆粒が製造される。
 「(U2)硫酸カルシウム二水和物製造工程」は、高分子材料脱脂工程で形成された硫酸カルシウム無水物あるいは半水和物の顆粒あるいはブロックに水を付与して、あるいは、硫酸カルシウム半水和物粉末に水を付与して、硬化させて、硫酸カルシウム二水和物顆粒あるいはブロックを製造する工程である。
 高分子材料含有硫酸カルシウムを用いる場合には、高分子材料脱脂工程によって硫酸カルシウム無水物顆粒あるいはブロックが製造されるため、水を付与して硫酸カルシウム二水和物顆粒あるいはブロックが製造される。
 高分子材料含有硫酸カルシウムを用いる必要がない場合には、硫酸カルシウム半水和物粉末と水を混合して、硬化させて、硫酸カルシウム二水和物顆粒あるいはブロックを製造する。
 「(U3)硫酸カルシウム半水和物製造工程」は、硫酸カルシウム二水物顆粒あるいはブロックを脱水して、硫酸カルシウム半水和物顆粒あるいはブロックを製造する工程である。
 本工程は、硫酸カルシウム二水物顆粒あるいはブロックを気相中で脱水して、硫酸カルシウム半水和物が50質量%以上となるように、硫酸カルシウム半水和物顆粒あるいはブロックを製造する工程である。一般的に大気中など、気相中での脱水は公知の熱処理で行われ、熱処理時間と熱処理温度の最適化で硫酸カルシウム半水和物の含有量が容易に制御できる。
 「(U4)顆粒サイズ調整工程」は、体積が5×10-13以上の顆粒となるようにサイズを調整する工程である。
 本工程は、体積が5×10-13以上の顆粒となるようにサイズを調整する工程である。本工程は全工程の中のどこで行ってもよい。例えば、硫酸カルシウム粉末をポリビニルアルコールなどの高分子材料と混合し、スプレードライすることによって、体積が5×10-13以上の球状顆粒となるようにすればよい。
 また、硫酸カルシウムブロックを粉砕、篩分けすればよい。
 上述したように、体積を5×10-13以上であるように調整する必要がある。組織侵入に有用な多孔体形成および圧縮強度の観点からは、体積を5×10-13以上1×10-9以下に調整することが好ましく、4×10-12以上5×10-10以下に調整することがより好ましく、1.4×10-11以上1.1×10-10以下に調整することがさらに好ましい。
[V 医療用リン酸カルシウム組成物]
 次に、[19]、すなわち、医療用炭酸カルシウム組成物から製造される医療用リン酸カルシウム組成物について説明する。
 下記(V1)~(V3)の全ての条件と、(V4)~(V10)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足し、(V11)又は(V12)を選択条件とすることを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物は有用性が高い。
 なお、(V1)、(V2)、(V5)、(V6)、(V9)、(V10)については、それぞれ、前記(A)、(B)、(F)、(G)、(J)、(K)の必要性と同じである。
「(V3)医療用組成物として、実質的に純粋なリン酸カルシウムであり、組成が炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つである。」で、「医療用組成物として、実質的に純粋なリン酸カルシウムであり、」との条件は、本発明の医療用カルシウム組成物に共通する事項であるが、その中で、組成が炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであるものは、反応性に優れるため特に好ましい。リン酸三カルシウムを除くこれらのリン酸カルシウムは基本的に焼結法では製造することができず、水溶液中で炭酸カルシウムなどを前駆体として用いる溶解析出型の組成変換反応で製造できる。炭酸アパタイトに関しては特許文献1に述べられている通りである。反応性が高いHPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムも水溶液中で製造できるが、HPO基は加熱によってピロリン酸となるため、焼結法では製造できない。
 また、「(V4)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体(ただし、組成がリン酸三カルシウムであり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.01cm/g以上である、いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である、ハニカム構造体において貫通孔方向の隔壁表面の算術平均粗さ(Ra)が0.7μm以上である、のいずれの条件も満たさないハニカム構造体を除く。)。」は、前記「(E)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きい。」に類似した条件であるが、組成がリン酸三カルシウム以外の場合、細孔容積に関する条件はない。しかしながら、医療用リン酸カルシウム組成物の骨への置換や組織親和性の観点から、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きいことは好ましく、該容積は0.04cm/g以上であることがより好ましく、0.08cm/g以上であることがさらに好ましい。
 「(V7)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積が5%以上である。」は、前記「(H)」に類似した条件である。医療用炭酸カルシウム組成物を原料として医療用リン酸カルシウム組成物を製造する際にはリン酸成分が付与されるため、細孔容積が小さい細孔が減少する。そのため、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積を5%以上としているが、該細孔容積は7%以上であることがより好ましく、10%以上であることがさらに好ましい。
 「(V8)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である(ただし、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/g以下であるものを除く。)。
    S=S×C×exp(-b×P)
 (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは組成による定数で、炭酸アパタイトあるいはHPO基を含むアパタイトあるいはリン酸三カルシウムの場合は1、ウィトロカイトの場合は0.5、リン酸水素カルシウムの場合は0.1、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)」は、前記(I)に類似した条件であるが、定数Cは炭酸カルシウムの多形ではなく、組成による定数である。
 「(V11)炭酸基含有量が10質量%以上であるアパタイトを組成とする。」は選択条件である。また、炭酸含有量が10質量%以上であるため、炭酸アパタイトである。炭酸アパタイトは脊椎動物の骨組成であることから有用性が高い。
 「(V12)炭酸基含有量が10質量%未満であるアパタイトを組成とする。」も選択条件である。炭酸基含有量が10質量%未満であるアパタイトであるため、炭酸基含有量の小さい炭酸アパタイトおよび水酸アパタイトとなる。症例によっては緩慢な骨置換が望まれる場合がある。そのような症例においては、炭酸基含有量が10質量%未満であるアパタイトを組成とする医療用リン酸カルシウム組成物が好ましい。アパタイト構造中の炭酸基量によって骨置換速度が制御されるため、炭酸基含有量としては6質量%以下がより好ましく、3質量%以下がさらに好ましい場合がある。また、炭酸基を含まない水酸アパタイトが好ましい場合もある。
[V 医療用リン酸カルシウム組成物:特定の微量成分]
 次に、[20]について説明する。リン酸カルシウム組成物、特にアパタイトは、吸着能が高い。また、水溶液中で製造されたリン酸カルシウムは比表面積が高い。これらのリン酸カルシウム組成物が感染した場合には、組織親和性が期待できない。そのため、感染を防止する微量成分を含むリン酸カルシウム組成物が好ましい場合がある。微量成分としては、銀又は銀化合物が有用である。
 (AG1)又は(AG2)のいずれかを満足する医療用リン酸カルシウム組成物は、感染防止の観点から有用な医療用リン酸カルシウム組成物である。(AG1)又は(AG2)のいずれかを満足し、かつ、下記(AG3)~(AG10)の選択条件の一つを満足する医療用リン酸カルシウム組成物はより好ましい医療用リン酸カルシウム組成物である場合がある。
 (AG1)及び(AG2)の体積に関する要件の必要性は、(A)と同じである。
 (AG1)では、0.01質量%以上3質量%以下の銀又は銀化合物が、(AG2)では、0.01質量%以上3質量%以下のリン酸銀がリン酸カルシウム化合物に含まれていることが必須条件である。リン酸カルシウム結晶構造中に銀が取り込まれることもあるが、銀は、主に銀イオンとして抗菌性を発揮するため、術後感染の防止にはリン酸カルシウム結晶構造中に含まれていない銀又は銀化合物が有効である。また、銀又は銀化合物の含有量が極めて重要であり、含有量が小さいと抗菌効果が発揮されず、含有量が大きいと組織親和性に悪影響を及ぼす。そのため、医療用リン酸カルシウム組成物に含有される銀又は銀化合物は、0.01質量%以上3質量%以下である必要がある。該含有量は、0.02質量%以上2質量%以下が好ましく、0.03質量%以上1質量%以下がより好ましく、0.05質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。また、これらの含有量が、リン酸カルシウム結晶構造に含まれる銀を除いて確保されることが好ましい。
 (AG1)の条件である「炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つ」は焼結法では製造できず、水溶液中で製造されるリン酸カルシウムに関する条件である。これまで焼結法で製造できないリン酸カルシウム化合物に銀又は銀化合物を含有させたリン酸カルシウム組成物は知られていない。
 (AG2)は、リン酸カルシウム組成として、焼結法で製造できる水酸アパタイト焼結体とリン酸三カルシウム焼結体も含まれるが、リン酸銀結晶がリン酸カルシウム組成物表面と結合していることが必須条件となる。リン酸銀結晶がリン酸カルシウム組成物表面と結合していると、組成物表面からリン酸銀が溶解されるため、抗菌効果が高い。また、リン酸銀の溶解は、リン酸カルシウム組成物と結合していない表面から起こるため、比較的長期の抗菌機能を示すリン酸カルシウム組成物となる。リン酸銀結晶がリン酸カルシウム組成物表面と結合している面積割合は、リン酸銀結晶の表面積の20%以上が好ましく、30%以上がより好ましく、40%以上がさらに好ましい。また、リン酸カルシウムと結合しているリン酸銀の面積が2×10-12以上であることが好ましく、6×10-12以上であることがより好ましく、1×10-11以上であることがさらに好ましい。
 (AG3)~(AG10)は選択条件であり、必ずしも満足する必要はない。(AG3)は(AG1)に関する選択条件である。溶解度が小さいリン酸銀は、長期の抗菌効果が期待できるため他の銀化合物より好ましい場合がある。
 「(AG4)リン酸カルシウム組成物の表層部と内部とに銀又は銀化合物が含まれており、表面から中心方向に少なくとも50μm離れた部位の銀濃度に対する表層部の銀濃度の比が1.2以上である。」は、組成物内部で異なる銀濃度を有する特定のリン酸カルシウム組成物に関する選択条件である。術後感染には術後間もなくして起こる早期感染と、例えば手術後2ヵ月経過以降に感染が生じる遅発性感染などがあり、両者を防止することが望まれる。術後早期には組織親和性に比較して感染防止の優先度が高いため、比較的高い銀濃度が好ましい。そのため、リン酸カルシウム組成物による組織再建を行った際に、該組成物周囲に比較的高い銀イオンが遊離されることが望ましい。このことは、該組成物表層部における銀又はリン酸銀を高濃度とすることによって達成できる。
 炭酸アパタイトやリン酸三カルシウムなどの生体吸収性リン酸カルシウムの場合、表層部が吸収されると表層部の銀又は銀化合物も消失する。術後一定期間が経過した後には感染リスクが低下するため、組織親和性の優先度が高くなるものの遅発性感染の防止も必要である。したがって、リン酸カルシウム組成物の表層部と内部との両者に銀又は銀化合物が含まれていることが好ましく、かつ、該組成物の表面から中心方向に少なくとも50μm離れた部位の銀濃度に対する表層部の銀濃度の比が1.2以上であることが好ましい。該比は2以上であることがより好ましく、3以上であることがさらに好ましい。
 該組成物における表層部と内部は、本質的には破骨細胞が吸収する表層部と該表層部を除く内部である。破骨細胞が侵入できる30μm以上の連通孔を有する多孔体の場合、見かけの表面ではなく、30μm以上の連通孔がない部位の表層部を除く部位を内部とする。表層部と内部の銀又は銀化合物の濃度の比は、エネルギー分散型X線分析装置やX線光電子分光分析装置などで表面分析と内部の分析を行うことによって定量化する。なお、表層部とは表面から50μm未満の距離にある部位とし、内部とは表面から少なくとも50μm離れた部位とする。上記測定法による表層部と内部の銀濃度測定が困難である場合には、該リン酸カルシウム組成物を、JIS-T0330-3の9.3で定められている溶解速度試験をpH5.5の水溶液を用いて行い、表層部50μmが溶解された場合と同じ重量減少となるまでに溶解された銀成分量から計算される表層部に含有される銀成分濃度と試料に含まれる銀成分濃度から両者の比を計算する。
 (AG5)~(AG10)は特定のリン酸カルシウム多孔体に関する選択条件である。多孔体は緻密体と比較して、感染巣となりやすく、これらの多孔体は医療用リン酸カルシウム組成物として有用であるため、感染防止が望ましい医療用リン酸カルシウム組成物である。
[V 医療用リン酸カルシウム組成物:特定のハニカム構造体及び特定微細構造と組成]
 次に、[21]、すなわち、医療用リン酸カルシウム組成物の中で、特に有用な組成物について説明する。
 医療用炭酸カルシウム組成物と同様に医療用リン酸カルシウム組成物には高い反応性や症例に応じた特性が求められる。そのため、下記(W1)~(W7)の少なくとも一つの条件を満足することが好ましい。
 「(W1)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であって、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.01cm/g以上である。」は、骨梁部のミクロ気孔に関するものである。組成は骨伝導や骨置換に関与する一因子であり、マクロ気孔やミクロ気孔も医療用組成物の有用性に大きな影響を及ぼす。特定のミクロ気孔が特定量以上存在することによって、破骨細胞による吸収性が促進されるなどの有用な性質に影響を及ぼす。ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.01cm/g以上であることが好ましく、0.03cm/g以上であることがより好ましく、0.05cm/g以上であることがさらに好ましい。
 「(W2)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であって、いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である。」は、特定の症例に有用なハニカム構造体である。上述したように、骨には直柱状ではなく、湾曲した曲柱状の骨もある。そのような骨の再建術などでは曲柱形状の医療用リン酸カルシウムハニカム構造体が有用である。また、骨表面に対して垂直方向に骨を造成する場合、ハニカム構造体の貫通孔が骨周囲の結合性組織に対しては開口せず、骨面に対してのみ開口しているハニカム構造体が望ましい。
 ハニカム構造体において、いずれか一つの貫通孔における貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下であることが好ましい条件である。該円の直径が2cm以上20cm以下であることがより好ましく、該円の直径が3cm以上10cm以下であることがさらに好ましい。
 「(W3)ハニカム構造体において貫通孔方向の隔壁表面の算術平均粗さ(Ra)が0.7μm以上である。」は、細胞接着などに有効なハニカム構造体である。ここで貫通孔方向の隔壁表面の算術平均粗さ(Ra)とは隔壁に依存しないハニカム表面の算術平均粗さである。医療用炭酸アパタイトハニカム構造体において算術平均粗さ(Ra)が大きくなると細胞接着などがよくなり、その結果、骨伝導性も高くなる。算術平均粗さ(Ra)は1.0μm以上がより好ましく、1.5μm以上がさらに好ましい。
 (W4)~(W7)は、[3]の(AJ1)~(AJ4)に対応するものであり、組織親和性や骨置換性に優れる医療用リン酸カルシウム組成物である。
 (W4)の平均粒径は、2μm以上8μm以下が好ましく、3μm以上7μm以下がより好ましく、4μm以上6μm以下がさらに好ましい。
 (W5)の球形度は、0.9以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましい。
 (W6)のMg含有量は、5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下が好ましく、1×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がより好ましく、1.5×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がさらに好ましい。
 (W7)のSr含有量は、3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下が好ましく、4×10-3質量%以上1.3×10-2質量%以下がより好ましく、5×10-3質量%以上1×10-2質量%以下がさらに好ましい。
 なお、平均粒径および球形度は、リン酸カルシウム組成物の粒界で粒子を区分して測定、計算する。
 (W1)~(W7)のいずれかの条件を満たすことが好ましいが、複数を満たすことがより好ましく、全てを満たすことがさらに好ましい。
[VI 医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法:特定の微量成分]
 次に、医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法について説明する。
 まず、[22]について説明する。銀又はリン酸銀を含む[20]、[21]などのリン酸カルシウム組成物は、(AH1)又は(AH2)の条件で製造できる。必要に応じて、(AH3)~(AH9)を選択条件とする特定条件で、より好ましい組成物が製造できる。
 (AH1)と(AH2)とに共通する「体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックである」との条件は組織親和性に優れるリン酸カルシウム組成物を製造するために必要な条件である。
 (AH1)は、焼結法で製造できないリン酸カルシウム組成物の製造方法に関するものであり、「0.01質量%以上3質量%以下の銀又は銀化合物を含み、かつ、組成が炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックである原料カルシウム組成物を用いる」これらの原料カルシウムのうち、「原料カルシウム組成物が炭酸カルシウム以外の場合には、該組成物に炭酸基を付与する工程」を行い、該カルシウム組成物を炭酸カルシウムに組成変換させる。例えば、水酸化カルシウムの場合、水酸化カルシウムを二酸化炭素に暴露させる。
 さらに、「リン酸塩水溶液又はリン酸塩とマグネシウム塩の混合水溶液に暴露して、銀又は銀化合物を含む、炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つに組成変換させる工程」を含む。リン酸塩水溶液又はリン酸塩とマグネシウム塩の混合水溶液に暴露するには、単純に該水溶液に浸漬してもよく、スプレーなどで該水溶液を原料カルシウム組成物に噴霧暴露させてもよい。暴露工程によって、リン酸カルシウム組成物が製造できる。炭酸化工程とリン酸塩水溶液又はリン酸塩とマグネシウム塩の混合水溶液に暴露する工程と炭酸化工程とは同時に行ってもよい。
 (AH2)は、リン酸カルシウム組成物である、アパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸八カルシウム、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる原料カルシウム組成物を、銀イオンを含む水溶液に暴露して、原料カルシウム組成物にリン酸銀を形成させる工程を含む。例えば、リン酸三カルシウムを硝酸銀水溶液に浸漬すると、リン酸三カルシウムは一部溶解して、リン酸イオンとカルシウムイオンが遊離される。銀イオンとリン酸イオンから形成されるリン酸銀の溶解度はリン酸三カルシウムより小さいため、リン酸銀がリン酸三カルシウム組成物の表面に析出する。なお、リン酸三カルシウムが多孔体であり、硝酸銀水溶液が多孔体に浸透する場合には、硝酸銀水溶液が接触するリン酸三カルシウム表面にリン酸銀が析出する。銀イオンを含む水溶液の種類や濃度、浸漬時間などは特に限定されないが、硝酸銀又は炭酸銀が溶解度の関係で好ましい。
 (AG1)又は(AG2)を満たすことが必須条件であるが、(AG3)~(AG10)をさらに満たすことによって、より好ましい医療用リン酸カルシウム組成物が製造できる場合がある。
 (AH3)は、[20]の(AG4)に関する製造法である。水溶液の銀イオン濃度と浸漬時間などを調整することによっても内部と表層部の銀濃度が異なるリン酸カルシウム組成物の製造が可能であるが、銀イオン濃度の異なる水溶液を用いる方が、製造時間が短い。原料リン酸カルシウム組成物を第一水溶液に浸漬して内部に比較的低濃度のリン酸銀を析出させ、その後で第二水溶液に浸漬して表面に比較的高濃度のリン酸銀を析出させる場合が多いため、第一水溶液より第二水溶液の銀イオン濃度が高い必要がある。
 (AH4)~(AH9)は、[20]の(AG5)~(AG10)を製造する際に必要な原料カルシウム組成物に関する条件である。
[VI 医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法:特定原料]
 次に、[23]について説明する。[23]は、[19]~[21]のいずれか記載の医療用リン酸カルシウム組成物に関するものであり、特に[21]の(W4)~(W7)に関するものである。(W4)~(W7)の条件を満たす医療用リン酸カルシウム組成物は、(AI1)~(AI4)の条件を満たす炭酸カルシウム粉末をカルシウム原料として用いることによって達成される。
 (AI1)の平均粒径は、2μm以上8μm以下が好ましく、3μm以上7μm以下がより好ましく、4μm以上6μm以下がさらに好ましい。
 (AI2)の球形度は、0.9以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましい。
 (AI3)のMg含有量は、5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下が好ましく、1×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がより好ましく、1.5×10-3質量%以上2.5×10-3質量%以下がさらに好ましい。
 (AI4)のSr含有量は、3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下が好ましく、4×10-3質量%以上1.3×10-2質量%以下がより好ましく、5×10-3質量%以上1×10-2質量%以下がさらに好ましい。
 (AI1)~(AI4)のいずれかの条件を満たすことが好ましいが、複数を満たすことがより好ましく、全てを満たすことがさらに好ましい。
 次に、[24]について説明する。本発明の医療用炭酸カルシウム組成物、あるいは、本発明の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法によって製造された医療用炭酸カルシウム組成物に、特定の条件でリン酸成分を付与する医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法は有用である。
 該付与法としては、医療用炭酸カルシウム組成物をリン酸塩水溶液などのリン酸成分を含む水溶液に浸漬する方法が好ましい。
 炭酸カルシウム組成物へのリン酸成分の付与によって形成されるリン酸カルシウムの種類は溶液のpHや共存するイオンなどによって制御することが可能であり、炭酸アパタイト、水酸アパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸八カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムなどを組成とする医療用リン酸カルシウム組成物が製造できる。これらの医療用リン酸カルシウム組成物を製造するにあたり、医療用炭酸カルシウムは炭酸基を組成に含むことから、炭酸基を組成に含む医療用炭酸アパタイト組成物は特に有用である。
 医療用炭酸アパタイト組成物中の炭酸基の量はpHで制御することが可能である。これまでは1モル濃度のpHが8.9であるNaHPOあるいはpHが13.1であるNaPOが用いられてきた。しかしながらpHを8.9未満とすることによって医療用炭酸アパタイト組成物中の炭酸基量を制御できることがわかった。pHを8.9未満とすることによってこれまで製造されていた炭酸アパタイトより炭酸基含有量が小さい医療用炭酸アパタイト組成物を製造することができるが、pHが8.8ではその効果が限定的である。そのため、本発明においてはpHが8.5以上のリン酸成分を含む水溶液とpHが8.5未満のリン酸成分を含む水溶液に区分している。
 さらに驚くべきことに、リン酸塩水溶液のpHを低くすると炭酸カルシウムからリン酸カルシウムへの溶解析出反応が早くなり、リン酸カルシウムの製造時間が短縮できることがわかった。この原因は炭酸カルシウムからリン酸カルシウムへの溶解析出反応においてpHが低い場合には溶解反応が早くなることに起因するためであると推察されるが、その詳細は解明されていない。
 また、pHを5.5以下とすることによって炭酸カルシウムをリン酸水素カルシウムに組成変換することが可能であり、リン酸成分とマグネシウム成分の両者を含む水溶液とすることによってウィトロカイトなどのリン酸三カルシウムが製造できる。
 リン酸塩のpHを低くするとリン酸カルシウムの製造時間が短くなるが、炭酸アパタイトを製造する場合、炭酸基量も少なくなる。炭酸基量を少なくせずに炭酸アパタイトの製造時間を短縮するにはpHが低いリン酸塩に炭酸成分を含有させればよい。ところが、炭酸成分濃度を1.0モル濃度より高くすると炭酸アパタイトが製造できないことがわかった。また、炭酸成分濃度を0.6モル濃度としても炭酸アパタイトの製造に時間がかかることがわかった。この詳細は解明されていないが、水溶液中に炭酸イオンが存在することによって炭酸カルシウムと炭酸アパタイトに対する過飽和度の差が小さくなり、炭酸アパタイトが形成されにくくなったためであると考えられる。
 すなわち、該目的のためには、リン酸成分と0.5モル濃度以下の炭酸成分の両者を含むpHが8.5未満の水溶液が有用である。
 さらに、リン酸成分と0.5モル濃度以下炭酸成分の両者を含む水溶液を用いて医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与すると、算術平均粗さ(Ra)が大きくなることがわかった。この機序は明らかにされていないが、溶液中に炭酸基が含まれることによって炭酸カルシウムと炭酸アパタイトに対する過飽和度の差が小さくなり、その結果、核形成が限定的となる。その結果、形成された炭酸アパタイトの成長が促進され、ハニカム構造体表面の算術平均粗さ(Ra)が大きくなったと考えられる。
 これらの組み合わせから医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与する水溶液としては
 (X1)リン酸成分を含むpHが8.5以上の水溶液
 (X2)リン酸成分を含むpHが8.5未満の水溶液
 (X3)リン酸成分と0.5モル濃度以下の炭酸成分の両者を含むpHが8.5以上の水溶液
 (X4)リン酸成分と0.5モル濃度以下の炭酸成分の両者を含むpHが8.5未満の水溶液
 (X5)リン酸成分とマグネシウム成分の両者を含む水溶液
 の群から選ばれる少なくとも一つの水溶液が有用である。
[VI 医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法:組成物内部の気体の置換方法]
 次に、[25]について説明する。上述したように、医療用炭酸カルシウム組成物をリン酸塩水溶液などに浸漬するなど暴露して医療用リン酸カルシウム組成物が製造されるが、上述したように、医療用炭酸カルシウム組成物から医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法は溶解析出型反応を用いる。したがって、医療用炭酸カルシウム組成物が表面から溶解される必要がある。基本的には、医療用炭酸カルシウム組成物をリン酸塩水溶液などに浸漬すればよいが、医療用炭酸カルシウム組成物は、基本的にはマクロ気孔あるいはミクロ気孔である内部気孔を有する。そのため、内部気孔内の空気などの気体によって溶解反応が阻害される場合がある。その場合には、未反応の炭酸カルシウムが残ったリン酸カルシウム組成物となり、医療用リン酸カルシウム組成物としては好ましくない場合がある。反応の阻害を防止するには、医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の中の気体を、リン酸成分を含む水溶液に置換すればよい。
 すなわち、「(Y1)リン酸成分を含む水溶液に浸漬した医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程」を行えばよい。
 リン酸成分を含む水溶液に浸漬した医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換するには、いくつかの有用な工程があるが、基本的には医療用炭酸カルシウム組成物はリン酸成分を含む水溶液に濡れる材料であるため、「(Y2)リン酸成分を含む水溶液に浸漬した医療用炭酸カルシウム組成物に振動を与え、医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程」も有効である。振動を与えるには例えば超音波振動子が有効である。
 振動を与える工程に類似した工程として(Y3)医療用炭酸カルシウム組成物周囲のリン酸成分を含む水溶液を流動させ、医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程も有用である。医療用炭酸カルシウム組成物周囲のリン酸成分を含む水溶液を流動させることによって、リン酸成分を含む水溶液が医療用リン酸カルシウム組成物の内部の気孔の表面を濡らすことを促進できる。
 「(Y4)医療用炭酸カルシウム組成物を浸漬したリン酸成分を含む水溶液を入れた容器を減圧脱気することにより、医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程」は、いわゆる減圧脱気に関するもので、減圧によって医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の気体を減少させ、減圧を解除することによって周囲のリン酸成分を含む水溶液が医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔に導入される。減圧と減圧解除を繰り返すことは置換の程度を向上させる観点から好ましい。
 「(Y5)医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に対する溶解度が空気より高い気体に置換する工程」も有用である。例えば、二酸化炭素は空気より、リン酸成分を含む水溶液に対する溶解度が高い。内部気孔を二酸化炭素に置換した医療用炭酸カルシウム組成物を、リン酸成分を含む水溶液に浸漬すると、二酸化炭素はリン酸成分を含む水溶液に溶解されるため、医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の空気はリン酸成分を含む水溶液に置換される。
 「(Y6)医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の気体の一部あるいは全部を、水より接触角が小さく、かつ、水と相溶する溶媒で置換する工程」も有効である。例えば、エタノールは水より接触角が小さい。そのため、エタノールは医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔に浸透しやすい。エタノールで内部気孔の一部あるいは全部を満たされた医療用炭酸カルシウム組成物を、リン酸成分を含む水溶液に浸漬すると、エタノールは該水溶液と相溶し、拡散によって内部気孔の中のエタノールはリン酸成分を含む水溶液と置換される。水より接触角が小さく、かつ、水と相溶する溶媒は界面活性剤のように医療用炭酸カルシウム組成物に対するリン酸成分を含む水溶液の接触角を小さくするため、必ずしも医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の気体の全部を置換する必要はなく、ごく一部で十分に機能する。
[VI 医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法:反応容器]
 次に、[26]について説明する。医療用リン酸カルシウム組成物は、原料カルシウム組成物に炭酸成分を付与して製造された本発明の医療用炭酸カルシウム組成物に、リン酸成分を付与して製造される。一般的に、医療用材料は異物混入を防ぐ必要があり、簡便な製造工程の観点からも、材料を取り出すことなく、かつ、同一の反応容器を用いて製造工程を行うことが好ましい。
 「反応容器」は特に限定されず、一般的な容器を用いることができるが、導入口と排出口とがある容器が好ましい。反応容器で、炭酸成分の付与、およびリン酸成分の付与を行う必要があるためである。炭酸成分の付与には、二酸化炭素などを反応容器内に導入するための導入口が必要である。また、反応容器内の空気を反応容器の外に排出するため、排出口が必要である。また、導入口から反応容器の中に圧力をかけ、反応容器の中の溶媒などを排出口から押し出すことも可能となる。
 該容器としては、均一な反応を担保する観点から、クロマトグラフィーで用いるカラム形状の容器や、原料カルシウム組成物や医療用炭酸カルシウム組成物を入れるメッシュ容器を入れることが可能な反応容器が好ましい。カラム形状の容器の場合は、カラム形状の容器の中を気体あるいは溶液を流すことによって、該容器の中の組成物の均一な反応が担保される。メッシュ容器を入れることが可能な反応容器の場合、メッシュの中に気体や液体を流動させることによってメッシュ容器の中の組成物の均一な反応が担保される。
 本工程によって、汚染を防止し、簡便な操作で医療用リン酸カルシウム組成物が製造できるため、「材料を取り出すことなく、かつ、同一の反応容器で、下記(Z1)~(Z4)、あるいは(Z1)、(Z3)、(Z4)、あるいは(Z1)、(Z3)をこれらの順番で連続して行うことを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造工程で連続して行うことを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造工程。」は有用な医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法である。
 「(Z1)原料カルシウム組成物に炭酸成分を付与して医療用炭酸カルシウム組成物を製造する工程」は、必須工程であり、原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露して、炭酸成分を付与する工程である。なお、前記(D9)のように、原料カルシウム組成物を気相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露させて部分炭酸化を行い、その後で、該原料カルシウム組成物を液相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程もある。このような場合、原理的に、(D9)の後の工程と、(Z2)あるいは(Z3)とを連続して行うことが必須である。なお、前記(D9)の全ての工程を行うことが好ましい。
 「(Z2)医療用炭酸カルシウム組成物の洗浄工程」は、選択工程である。例えば、造孔材を含む原料カルシウム組成物を、炭酸化して医療用炭酸カルシウム組成物を製造した後に、造孔材を洗浄除去する場合には有用な工程である。
原料カルシウム組成物に炭酸成分を付与して医療用炭酸カルシウム組成物を製造する工程であり、部分炭酸化と次の炭酸化を、材料を取り出すことなく、かつ、同一の反応容器を用いて行う必要はなく、部分炭酸化の次の炭酸化が対象とされる。しかしながら、部分炭酸化と次の炭酸化とを、材料を取り出すことなく、かつ、同一の反応容器を用いて行うことは好ましい。
 「(Z3)医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与する工程」は、必須工程である。例えば、医療用炭酸カルシウム組成物をリン酸塩水溶液に浸漬すると、医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分が付与されて、医療用リン酸カルシウム組成物が製造できる。
 「(Z4)医療用炭酸カルシウム組成物の洗浄工程」は、選択工程である。前記(Z3)によって医療用リン酸カルシウム組成物が製造されるが、該組成物にはリン酸塩などが含まれており、該組成物以外の物質を除去する工程である。医療用リン酸カルシウム組成物の製造において洗浄工程は必要であるが、洗浄とサイズ調整を同時に行うため、ふるいなどの他の容器を用いる場合があるため、選択工程である。
[VII 医療用水酸化カルシウム組成物]
 次に、[27]、すなわち、医療用水酸化カルシウム組成物について説明する。
 (AB1)~(AB3)の全てと、(AB4)~(AB8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件とを満足することを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物は有用である。
 なお、(AB1)、(AB2)、(AB4)、(AB5)、(AB6)、(AB7)、(AB8)、はそれぞれ、前記(A)、(B)、(V4)、(F)、(G)、(J)、(K)と同じである。
 「(AB3)医療用組成物として、実質的に純粋な水酸化カルシウムである。」は、本発明の医療用カルシウム組成物に共通する事項であるが、(AB3)の要件は、組成が水酸化カルシウムであることである。
[XIII 医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法:ハニカム構造体]
 次に、[28]、すなわち、前記(AB4)の条件を満足する医療用水酸化カルシウム組成物を製造する工程について説明する。
 医療用水酸化カルシウムハニカム構造体は、(AD1)と、(AD2)~(AD5)の群から選ばれる一つとを必須工程とし、(AD6)~(AD8)を選択工程として製造される。
 なお、(AD1)、(AD6)、(AD7)、(AD8)はそれぞれ(E1)、(E2)、(E3)、(E4)と同じである。
 「(AD2)脱脂工程」は、高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂する工程であり、水酸化カルシウムが分解して酸化カルシウムとなったり、炭酸化して炭酸アパタイトとなったりしない条件で脱脂する必要がある。例えば、水酸化カルシウムが分解しない温度で、減圧して解重合などでモノマーとなった高分子材料などを除去すればよい。
 「(AD3)酸化カルシウム経由水和工程」は、高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程である。
 「(AD4)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由水和工程」は、高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程である。
 「(AD5)炭酸カルシウム多孔体からの製造工程」は、高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程である。
[XIII 医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法:顆粒結合多孔体]
 次に、[29]、すなわち、前記(AB5)の条件を満足する医療用水酸化カルシウム組成物を製造する工程について説明する。
 前記(AB5)の条件を満足する医療用水酸化カルシウム顆粒結合多孔体は、下記(AE1)および(AE2)と、前記(AD2)~(AD5)の群から選ばれる少なくとも一つとを必須工程として製造される。
 「(AE1)導入工程」は、体積が10-12以上の高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を、反応容器に入れる工程である。
 「(AE2)顆粒結合工程」は、反応容器内部の該顆粒を、熱処理することにより表面同士を熱的に軟化させて融着させる工程、該顆粒の表面を溶解することにより該顆粒の表面同士を結合させる工程、および可塑剤により該顆粒の表面同士を融合させる工程、のいずれかで、体積が3×10-11以上であり、かつ、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体を製造する工程である。
 熱処理では高分子材料が軟化して顆粒同士が結合される。
 該顆粒の表面を溶解するには、該顆粒を、該顆粒に含有される高分子を溶解する溶媒に暴露すればよい。例えば、高分子材料がアクリル樹脂とすれば、アセトンなどに接触させればよい。
 可塑剤は高分子材料を軟化させる。可塑剤としては公知の可塑剤を制限なく用いることができる。
[XIII 医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法:酸化カルシウム多孔体を用いる製造方法]
 次に、[30]、すなわち、原料として水酸化カルシウム多孔体あるいは炭酸カルシウム多孔体を用いて、医療用水酸化カルシウム多孔体を製造する方を製造する工程について説明する。
 医療用水酸化カルシウム多孔体は、水酸化カルシウム多孔体あるいは炭酸カルシウム多孔体を、熱分解して酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させることによって製造できる。
[IX 医療用カルシウム組成物の製造方法:導入閉鎖工程又は導入工程]
 次に、[31]について説明する。複数の顆粒を結合させて顆粒結合多孔体を製造する導入閉鎖工程又は導入工程において、顆粒の形状は特に制限されず、球体や凹凸がある形状、破砕物などを用いることができる。また、緻密体や多孔体、中空体なども制限なく用いることができる。
 しかしながら、製造される医療用炭酸カルシウム多孔体の貫通性や圧縮強度を向上させる観点から、「(AF1)顆粒の球形度が0.9以上である。」あるいは「(AF2)顆粒が中空である。」を満足する顆粒を導入封鎖工程又は導入工程に用いることが好ましい場合がある。
 「(AF1)顆粒の球形度が0.9以上である。」は、球あるいは球に近い顆粒を用いることによって、顆粒の間に形成される気孔の連続性が向上することや、球状の顆粒同士は接触しやすいため、高い圧縮強度の多孔体が製造されることに起因する。
 球形度は、0.9以上が好ましく、0.92以上がより好ましく、0.95以上がさらに好ましい。
 また、「(AF2)顆粒が中空である。」を満足する顆粒の場合、中空構造の顆粒が結合して顆粒結合多孔体を形成するため、二重の気孔形状が備わる。このような特定形状の多孔体は、細胞や組織の遊走・伝導や骨への置換などの観点から特に優れる多孔体である場合がある。
 また、顆粒を反応容器に入れる際に、「(AF3)反応容器の体積の105%以上の嵩体積の顆粒を反応容器に入れる。」ことも好ましい場合がある。
 複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体の製造においては、顆粒を反応容器に入れ、反応容器から排出されないように、反応容器の開口部を閉鎖する導入閉鎖工程又は導入工程を行う。導入閉鎖工程又は導入工程の次に、該顆粒を膨張させたり、組成を変換させたりして顆粒を結合させる。多孔体形成には顆粒同士が何らかの手法で接触あるいは結合していることが必要であり、顆粒同士の接触面積を増大させることが、多孔体の圧縮強度の向上に有効である。また、該接触面積の増大には、顆粒間への圧縮応力の付加が有効である。顆粒間に圧縮応力を付加する方法としては、導入閉鎖工程又は導入工程において、反応容器の体積以上の嵩体積の該顆粒を反応容器に入れ、必要に応じて、反応容器から排出されないように、反応容器の開口部を閉鎖することが有効である。
 原理的には反応容器の体積の100%を超える嵩体積の該顆粒を反応容器に入れることによって、顆粒間に圧縮応力が付加されるが、顆粒間に付加される圧縮応力を増大させる観点から、反応容器に入れる顆粒の嵩体積は、反応容器の体積に対して105%以上であることが好ましく、110%以上であることがより好ましく、120%以上であることがさらに好ましい。
[X 骨欠損再生治療用キット]
 次に、[32]、すなわち、「バテライトとα型リン酸三カルシウムとを含む固体部と、リン酸塩を含む溶液部を具備して構成され、該固体部と該溶液部を混錬すると、炭酸アパタイトを形成して硬化する骨欠損再建治療用キット。」について説明する。
 医療用バテライト組成物や医療用炭酸アパタイトブロック組成物は、骨欠損部再建に有用であるが、ブロック状の場合には、骨欠損形態に成形することが煩雑である場合があり、顆粒状の場合には、骨欠損部から移動する場合がある。そのため、硬化して炭酸アパタイトを形成する骨欠損再建治療用キットは有用である。
 一方、α型リン酸三カルシウム(αTCP)と、水などの溶液部とを混錬すると、溶解してカルシウムイオンとリン酸イオンが溶液中に形成される。該溶液は、カルシウム欠損型水酸アパタイトに対して、過飽和となり、該溶液からカルシウム欠損型水酸アパタイト結晶が析出し、該結晶の絡み合いで、カルシウム欠損型水酸アパタイト硬化体となる。しかしながら、カルシウム欠損型水酸アパタイトは、骨組成ではなく、例えば、骨組成である炭酸アパタイトに比較して破骨細胞性吸収に劣る。αTCPが溶解して溶液中に形成されるカルシウムイオンとリン酸イオンとが、炭酸イオンと共存すれば、カルシウム欠損型水酸アパタイト結晶ではなく、炭酸アパタイト結晶が形成され、炭酸アパタイト結晶の絡み合いで炭酸アパタイト硬化体が形成される。炭酸イオン供給源としては炭酸カルシウムが有用であるが、炭酸カルシウムのうち、安定相であるカルサイトは溶解速度が小さく、溶液中に十分な炭酸イオンを供給できない。そのため、カルサイトとαTCPの混合物を溶液で混錬した場合には、一部炭酸アパタイト結晶が析出するものの、カルシウム欠損型水酸アパタイト結晶の析出が優位となる。
 一方、準安定相であるバテライトは、カルサイトと比較すると溶解速度が大きく、溶液中により多量の炭酸イオンを供給できる。そのため、バテライトとαTCPの混合物を溶液で混錬した場合には、カルシウム欠損型水酸アパタイト結晶の析出は少なく、炭酸アパタイト結晶の析出が優位となる。そのため、固体部としては、バテライトとαTCPとを含むことが必須である。
 また、固体部を混錬する溶液部にはリン酸塩を含むことが必須である。これは、バテライトとαTCPから、カルシウムイオン、炭酸イオン、リン酸イオンがリン酸イオンを含む溶液に溶出することによって、該溶液が炭酸アパタイトに対して過飽和となり、比較的短時間で炭酸アパタイトを形成するため、適切な硬化時間が担保されるためである。
 該リン酸塩は、溶解して溶液中にリン酸イオンを供給できるリン酸塩であれば特に制限されないが、NaHPO、NaHPO、NaPO,KHPO、KHPO、KPO、(NH)HPO、(NHHPO、(NHPO及び、これらの混合塩は溶解度などの観点からさらに好ましい。また、溶液中のリン酸塩濃度としては、0.1モル濃度以上が好ましく、0.2モル濃度以上がより好ましく、0.4モル濃度以上がさらに好ましい。これは、リン酸塩濃度が高い方が、溶液の炭酸アパタイトに対する過飽和度が高くなるためである。
 また、溶液のpHは特に制限されないが、組織親和性の観点から溶液のpHが6.0以上、9.0以下であることが好ましい。
[X 骨欠損再生治療用キット:バテライト含有量]
 次に、[33]について説明する。上記、欠損再建治療用キットの固体部の必須要件はバテライトとα型リン酸三カルシウムとを含有することである。このことによって、上記溶液部で練和すれば硬化して炭酸アパタイトが形成されるが、形成される炭酸アパタイトの量、炭酸アパタイト構造中の炭酸基の量、硬化体の機械的強度などの観点から、固体部に含まれるバテライトの含有量は10質量%以上60質量%以下であることが好ましく、15質量%以上50質量%以下であることがより好ましく20質量%以上40質量%以下であることがさらに好ましい。
[X 骨欠損再生治療用キット:溶液部]
 次に、[34]について説明する。溶液部はリン酸塩を含むことが必須であるが、カルボキシ基を複数有する酸、亜硫酸水素塩、セルロース誘導体、デキストラン硫酸塩、コンドロイチン硫酸塩、アルギン酸塩、グルコマンナンの少なくとも一つを含むことが好ましい。なお、溶液部にはリン酸塩が必須であるため、カルボキシ基を複数有する酸と、カルボキシ基を複数有する酸の塩は実質的に同じである。
 カルボキシ基を複数有する酸とは、ジカルボン酸やトリカルボン酸が例示される。ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、イタコン酸、フタル酸、グルタル酸、マレイン酸が例示され、トリカルボン酸としてはアコニット酸が例示される。
 溶液部に、カルボキシ基を複数有する酸を添加すると、硬化が短くなる。これは、カルボキシ基を複数有する酸が、αTCPあるいはバテライトとキレートするため、固体部を溶液部で練和すると、キレート反応による硬化が進行するためと考えられる。
 亜硫酸水素塩としては、亜硫酸水素ナトリウムや亜硫酸水素カリウムが例示される。亜硫酸水素塩の作用機序は十分に解明されていないが、溶液部に亜硫酸水素塩を含むと硬化時間が短くなる。
 セルロース誘導体、デキストラン硫酸塩、コンドロイチン硫酸塩、アルギン酸塩、グルコマンナンは溶液部に添加すると粘性が得られる。これによって固体部と溶液部を練和した場合の操作性が向上する。
 セルロース誘導体はセルロースに化学修飾し溶媒への溶解性を付与したもので、カルボキシメチルセルロール、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒプロメロース及びこれらの塩などが例示される。溶液部にセルロース誘導体を添加すると、溶液の粘度が増大し、その結果、固体部と練和する際の操作性が向上する。セルロース誘導体の添加濃度は重合度などによって異なるが、一般的に2質量%以下であることが好ましい。
 これら添加物を添加した溶液で固体部を練和したペーストは、ペーストが体液に接触した際に崩れる性質を抑制できる場合がある。これは、硬化前のペーストに水分が浸透することが崩れる原因であるためであると考えられる。すなわち、ペーストの粘度を上げてペースト内部への水分の浸透を抑制したり、硬化を促進したりすることによって水による崩壊を抑制できると考えられる。
[X 骨欠損再生治療用キット:バテライトの体積]
 次に、[35]について説明する。固体部に含まれるバテライトの体積は特に限定されないが、体積が10-12以上であるバテライトを固体部に含む骨欠損再建治療用キットは、硬化体の機械的強度が大きい場合があるため、好ましい。機械的強度増大の機序は解明されていないが、体積が10-12以上であるバテライトが複合材料におけるフィラーと同じ役割を担っていると推察される。また、体積が10-12以上であるバテライトは、αTCPとの反応で完全には消費されない。すなわち、炭酸アパタイトで被覆されたカルサイトが硬化体内に形成される。炭酸アパタイト表面に被覆された炭酸カルシウムは、カルシウムイオンを遊離することによって骨伝導性を高くする場合があるため有用である。体積が10-12以上であるバテライトは、固体部に含まれるバテライト中、10質量%以上含まれることが好ましく、20質量%以上含まれることが好ましい。
[X 骨欠損再生治療用キット:バテライトの体積]
 次に、[36]について説明する。一方で、硬化体への多孔性付与より形成される炭酸アパタイトの純度又は含有量を増大させたい場合には、固体部に含まれるバテライトの平均粒径が6μm以下であることが好ましい。該粒径は4μm以下がより好ましく、2μm以下がさらに好ましい。これは、粒径が小さいと比表面積が大きく、溶液への炭酸イオンとカルシウムイオンの溶解速度が増大し、炭酸アパタイト形成が促進されるためであると考えられる。一方、粒径が小さくなると骨欠損再建治療用キットを練和した場合の調度が悪くなる場合がある。そのため、該粒径は0.5μm以上、1μm以上であることが好ましい場合がある。
 以下、実施例を用いて更に詳細に本発明を説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。
 一般的な条件は下記の通りである。なお、この条件と異なる場合には個別の実施例あるいは個別の比較例に記載した。
<原料>
 本実施例および比較例において、特に記載したもの以外は、水酸化カルシウムは宇部マテリアル社製超高純度品(CSH)、炭酸カルシウムは平均粒径が5μmの堺化学工業社製かるまる、α型リン酸三カルシウムは太平化学産業社製α-TCP-B、超硬石膏はジーシー社製ニューフジロックホワイトから硫酸カルシウム以外の成分を除いた特注品を用いた。焼石膏とは硫酸カルシウム半水和物である。いずれも(B)を満たす。
 それ以外のものも、全て特級試薬を用いた。したがって、本実施例および比較例において製造された材料はすべて人工材料である
 水酸化カルシウム球は、結合剤としてクラレ社製クラレポバールPVA-205Cを0.5質量%添加した水酸化カルシウムをスプレードライ法で球状化し、200μmのふるいを通過し、100μmのふるいを通過しない水酸化カルシウム球をふるい分けで製造した。スプレードライでは表面張力によって球が製造される。また、乾燥の際に周囲から乾燥させるためか、中空球が製造された。製造された水酸化カルシウム球を電気炉にて毎分5℃で1000℃まで昇温、1000℃で6時間加熱し、炉冷して製造した。
 ハニカム構造体の製造においては、原料カルシウム組成物を、株式会社長峰製作所製ワックス系バインダーと質量比で75:25に混合した。その後、株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミルにハニカム構造形成用型を取り付け、押出成形を行った。基本的には、押出成形で製造される高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とし、外周側壁を有する円柱状のバインダー含有原料カルシウム組成物のハニカム構造体を製造し、脱脂、必要に応じて炭酸化や外周側壁等の除去を行った。
<反応容器>
 特に記載していない場合は、直径6mm、高さ3mmの分割型を反応容器として用いた。該反応容器の下面はガラス板で閉鎖しており、上面が開口される。開口した上面から原料を該反応容器に導入し、ガラス板で閉鎖すれば原料が反応容器から排出されないようになるが、水や水蒸気は隙間から反応容器内部に浸透することができる。以下、簡単のため、該反応容器を、直径6mm-高さ3mmの分割型反応容器という。
 なお、実施例のカルシウム組成物、リン酸カルシウム組成物および原料カルシウム組成物の体積は、すべて3×10-11以上であったため、実施例および比較例において体積の記載を省略する場合がある。
 90%メタノールとは、メタノールと水とを90体積%と10体積%で混合したものであり、90%エタノールとは、エタノールと水とを90体積%と10体積%で混合したものであり、90%アセトンとはアセトンと水とを90体積%と10体積%で混合したものである。
「4℃の90%メタノールで炭酸化」とは、90%メタノールを含む4℃の二酸化炭素を、原料カルシウム組成物を入れた4℃の容積500mLの容器内に毎分100mLで導入することである。容器の容積が異なる場合には導入量を比例計算して導入量を決定した。このことによって、原料カルシウム化合物の周囲に4℃の90%メタノールを流動させる。過剰な二酸化炭素は、容器の排出口から排出させ、7日間反応させ、乾燥させた工程を言う。
<粉末X線回折解析:XRD解析>
 本発明において、組成分析はBRUKER製D8 ADVANCE型粉末X線回折装置によって行った。出力は40kV、40mA、X線源はCuKα(λ=0.15418nm)とした。XRD解析で得られたパターンをXRDパターンという。
 医療用炭酸カルシウム組成物中のバテライト、カルサイトの含有量はXRDパターンピーク面積比から計算する。バテライトのピークとしては図3に示すバテライトの110面、112面、114面のピーク面積、カルサイトのピークとしては図3に示すカルサイトの104面のピーク面積を用いる。
 医療用炭酸カルシウム組成物中にバテライトおよびカルサイト以外の物質が存在する場合は、内標準物質法によってバテライト、カルサイトの含有量を計算する。
<平均粒径>
 100mLの蒸留水に粉末を分散させ、周波数45KHz―100Wの超音波洗浄機による分散を30秒行った後に1分以内にレーザ回折式粒度分布測定装置(島津社製、SALD-300V)を用いて粒度分布を求め、粒度分布における積算値50%での粒径を平均粒径とした。
<算術平均粗さ(Ra)>
 材料表面の算術平均粗さ(Ra)はKeyence社製、カラー3Dレーザ顕微鏡 VK-9710で測定した。
<水銀圧入法による細孔分布測定>
 該細孔分布測定は島津製作所製 オートポア9420を用いて測定した。計算に用いた水銀と材料の接触角などは前記の通りである。
<酸溶解残留物>
 酸溶解残留物は炭酸カルシウム等を該炭酸カルシウム等の20モル等量となる体積の1モル濃度の塩酸に溶解した際の残留物とし、炭酸カルシウム等の質量に対する該乾燥質量を%表示した。
 例えば、0.2gの炭酸カルシウムを組成とする試料の場合、1モル濃度の40mL塩酸水溶液に溶解し、該混合物をろ過、水洗した。ろ過されなかった酸溶解残留物を乾燥後に質量測定し、該質量の試料質量に対する比をパーセント表記した。
 酸溶解残留物は高分子材料を含む原料カルシウム組成物の場合にのみ意味がある数値であるため、高分子材料を含まない原料カルシウム組成物を用いた場合には省略する場合がある。
<圧縮強度>
 機械的強度の指標としては圧縮強度を測定した。島津製の万能試験機(AGS-J型)によって水酸化カルシウムブロック製造物の圧縮強度を測定した。毎分10mmのクロスヘッドスピードで試料を破壊し、破壊に至る最大力から圧縮強度を測定した。
<体積>
 製造された円柱状の組成物の嵩体積は直径と高さを測定して計算して算出した。他の形態の場合も同様である。なお、比較例3を除き、実施例および比較例で製造された全ての材料の体積は10-12以上であったため、実施例および比較例に記載を省略している場合がある。
<抗菌性と細胞毒性試験>
抗菌性はJIS Z2801に準拠して行った。試験株菌には表皮ブドウ球菌(NBRC12993)を用いた。1/500普通ブイヨン培地を用いて、菌数を4.35×10CFU/mLに調整した、該菌液を試料表面に播種後、試料片面をポリエチレンフィルムで被覆し、37℃、相対湿度90%で24時間培養を行った。培養後、菌液を回収し、必要に応じて希釈を行い、寒天平板培地法によって菌数をカウントした。
 細胞毒性試験は、ISO10993-5:2009に準拠して行った。すなわち、試料表面にMC3T3-E1細胞を1×10個播種し、37℃、二酸化炭素濃度5vol%のインキュベータ内でイーグル最小必須培地 α改変型と10%ウシ胎児血清と1%抗生物質の混合溶液を培養培地として用いた。24時間間培養後、2%グルタルアルデヒドで固定、Hoechst染色し、細胞数をカウントした。細胞生存率が70%以下の場合は細胞毒性があり、細胞生存率が70%を超える場合は細胞毒性なしとした。
<骨欠損再建治療用キットの物性評価>
 骨欠損再建治療用キットの硬化特性は、37℃、相対湿度100%の条件で測定した。硬化時間はビカー針法で測定し、間接引張強度は硬化してから24時間後に測定した。硬化体の組成はXRD解析およびFT-IR解析から分析した。
(実施例1)
 和光純薬製試薬特級の水酸化カルシウム粉末を型に入れ、20MPaの圧力で一軸加圧して、直径6mmφ、高さ9mmの水酸化カルシウム圧粉体を製造した。
 次に、500mLの反応容器に90%メタノール100mLを入れ、試料と溶媒が接触しないように設置したメッシュの上に水酸化カルシウム圧粉体を置き、4℃とした。
 該反応容器の90%メタノール部にバブラーを通して二酸化炭素を毎分100mL導入し、反応容器上部にある排出用の弁から排出させた。このことによって水酸化カルシウム圧粉体は90%メタノールを含む二酸化炭素に暴露され、水酸化カルシウム圧粉体周囲を、90%メタノールを含む二酸化炭素が流動する。
 なお、メタノールはカルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にカルサイト以外の炭酸カルシウム形成を促進する。
 水酸化カルシウムは硬化して、体積2.5×10-4のブロックが製造された。また、水酸化カルシウム圧粉体周囲を、90%メタノールを含む二酸化炭素が流動して製造したことから、水酸化カルシウムと二酸化炭素の反応で副生した水は水酸化カルシウム圧粉体の内部から蒸発して除去されている。
 XRD解析(図3)から暴露期間を2日間とした場合には未反応の水酸化カルシウムが認められたが、暴露期間を7日間とした場合、組成はバテライト含有量が97質量%、カルサイト含有量が3質量%である純粋な炭酸カルシウムであることが確認された。酸溶解性残留物は0質量%であった。
 これらの結果から本発明の医療用バテライト組成物が製造できたことが確認された。
 なお、該医療用バテライト組成物の気孔率は45%であり、20質量%以上のバテライト含むため、多形による定数は0.01である。基準圧縮強度は0.23MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は24MPaであり、基準圧縮強度以上であることも確認された。
 次に、該医療用バテライト組成物をpHが8.9である1モル濃度NaHPO水溶液に80℃で3日間浸漬することによって、該医療用バテライト組成物にリン酸塩を付与した。
 製造された組成物の体積は2.5×10-4であり、XRD解析(図4)、および赤外分光スペクトルで炭酸基のピークが検出されたことから、組成は純粋な炭酸アパタイトであることが確認された。元素分析の結果、炭酸基量は10.8質量%であった。また、酸溶解性残留物は0質量%であった。
 気孔率は42%であり、基準圧縮強度は29MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は32MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。
 これらから、医療用バテライト組成物にリン酸塩を付与することによって医療用炭酸アパタイト組成物が製造されることが確認された。
(比較例1)
 90%メタノールの代わりに水を用いた以外は実施例1と同一な方法で水酸化カルシウム圧粉体に二酸化炭素を暴露した。
 水酸化カルシウム圧粉体を7日間二酸化炭素に暴露すると水酸化カルシウムは硬化して、体積2.5×10-4のブロックが製造された。また、XRD解析からブロックの組成はカルサイト含有量が98質量%、未反応の水酸化カルシウムが2質量%であることがわかった。酸溶解残留物は0質量%であった。
 水銀圧入法測定で、該組成物における水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比は0%であった。
 また、気孔率は44%であり、基準圧縮強度は25MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は22MPaであり、基準圧縮強度未満であった。また、[1]の(D)~(K)のいずれにも該当しなかったため、製造されたカルサイト組成物は本発明に含まれない材料である。
 実施例1と本比較例との比較から、カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にカルサイト以外の炭酸カルシウム形成を促進する工程によって、20質量%以上のバテライトを含む炭酸カルシウムが製造できること、有機溶媒であるメタノールは該工程に有用であること、バテライト形成がカルサイト形成より早く進行することがわかった。
 次に、該カルサイトブロックを80℃の2モル濃度リン酸水素二ナトリウムに3日間浸漬することによって、該医療用バテライト組成物にリン酸塩を付与した。
 製造された組成物の体積は2.5×10-4であり、酸溶解残留物は0質量%であった。しかし、XRD解析からアパタイトが形成されているものの、原料であるカルサイトが残存していることが確認された。
 実施例1と本比較例との比較から、医療用バテライト組成物はカルサイト組成物に比較して反応性に富み、アパタイト製造に有用であることが確認された。
(比較例2)
 特許文献8の実施例11と同じ製造方法を実施した。篩分けされた1~2mmの硫酸カルシウム連通多孔体無水和物顆粒を、4℃の2モル濃度炭酸ナトリウム水溶液50mLに14日間浸漬した。XRD解析で組成分析を行うと、特許文献8の図3b)と同じXRDパターンが得られ、炭酸カルシウムの多形はカルサイトが83質量%とバテライトが17質量%であった。バテライトの含有量が20質量%以下であった。また、[1]の(D)~(K)のいずれにも該当しなかったため、製造された炭酸カルシウム組成物は本発明に含まれない材料である。
 実施例1と本比較例との比較から、メタノールを用いる工程に代表される、カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にカルサイト以外の炭酸カルシウム形成を促進する工程の有用性が明らかになった。
(比較例3)
 実施例1で製造した水酸化カルシウム圧粉体を4℃の2モル濃度炭酸ナトリウム水溶液50mLに浸漬した。浸漬直後から圧粉体は崩れ粉末となった。粉末は、体積が10-12未満であった。したがって製造されたカルサイト粉末は本発明に含まれない材料である。
 実施例1、比較例1および2と本比較例の比較から、4℃の2モル濃度炭酸ナトリウム水溶液を用いて炭酸化する場合には、形成されるバテライト含有量が限定的であるだけでなく、水溶液に浸漬しても崩れない硫酸カルシウムブロックなどを用いる必要があり、水酸化カルシウム圧粉体からバテライトブロックを製造できない。したがって、本発明のカルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にカルサイト以外の炭酸カルシウム形成を促進する工程によって医療用バテライト組成物を製造する工程が優れることがわかった。
(実施例2)
<1.原料水酸化カルシウム組成物の製造>
 水酸化カルシウム粉末を型に入れ、5MPaの圧力で一軸加圧して、直径6mmφ、高さ9mmの水酸化カルシウム圧粉体を製造した。
 また、該水酸化カルシウム粉末とエタノールとを混液比1.0で練和した水酸化カルシウムペーストを5MPaで圧粉し、水酸化カルシウムペースト圧粉体を製造した。
 また、該原料水酸化カルシウムペーストを型である内径5mm、長さ5mmのシリコーンチューブに填入して、型に入れたカルシウムペースト組成物を製造した。
 また、該水酸化カルシウムペーストと目開きが、100μmのふるいを通過して、目開きが50μmのふるいを通過しなかった造孔材である塩化ナトリウム顆粒とを混合し、5MPaの圧力で一軸加圧して、直径6mmφ、高さ9mmの(AB6)を満たす塩化ナトリウム顆粒含有原料水酸化カルシウムペースト圧粉体を製造した。いずれも(AB1)~(AB3)の全ての条件を満足していた。
 また、該水酸化カルシウム圧粉体の一部を用いて、水酸化カルシウム圧粉体顆粒を製造した。すなわち、該水酸化カルシウム圧粉体をメスで突くようにして粉砕し、目開き2mmのふるいを通過して、目開き1.18mmを通過しない水酸化カルシウム圧粉体顆粒を製造した。該顆粒は、短径が1mm以上5mm未満であった。
 また、乳酸グリコール酸共重合体の繊維を挟んで該水酸化カルシウム粉末を5MPaの圧力で一軸加圧して、直径2mmφ、高さ2mmの水酸化カルシウム圧粉体を製造、水酸化カルシウム圧粉体から2mm離れた部位が端になるように同様の工程で別の水酸カルシウム圧粉体を製造した。この工程を繰り返し、(AB8)を満たす直径2mmφ、高さ2mmの水酸化カルシウム圧粉体の中央部を繊維が通り、繊維によって原料水酸化カルシウム圧粉体が2mm離れて結合している数珠状の繊維結合原料水酸化カルシウム圧粉体を製造した。
 製造した水酸化カルシウム組成物はいずれも(AB1)~(AB3)を満たしていたため、上記(AB6)、(AB8)を満たす原料水酸化カルシウム組成物については、医療用水酸化カルシウム組成物が製造できたことを確認した。
<2.反応容器への原料カルシウム組成物等の設置>
 反応容器として、アズワン社製のステンレス加圧容器(TA125N)を用いた。該反応容器には3つのネジ穴(穴A、穴B、穴C)と上蓋がある。ピスコ社製チューブ継手を用いて、穴Aからは、該反応容器の底まで届くようにパイプを設置、穴Bからは、反応容器の蓋から下方向に5cmとなるようなパイプを設置、穴Cからは、外部から反応容器にファンの電源コードを通し、チューブ継手内部をエポキシ樹脂で封鎖した。穴Aと穴Bとは、導入口と排出口として機能する。
 該反応容器に90%エタノールとスターラーピースを入れた。次に、原料組成物を入れたメッシュ容器を、90%エタノールに接しないように設置した。メッシュ容器の上にファンを設置した。ファンは電源を入れるとメッシュ容器側に送風される。
<3.二酸化炭素置換工程>
 該反応容器の蓋を閉じた状態で、二酸化炭素ボンベから穴Aを通して二酸化炭素を反応容器内に導入した。穴Bから反応容器の中の空気を排出し、反応容器中の空気を二酸化炭素に置換した。
<4.部分炭酸化工程>
 次に、穴Bを閉鎖し、二酸化炭素ボンベ減圧弁で反応容器中の二酸化炭素圧力を大気圧に加えて、100KPaとし、ファンを回した。このことによって、90%エタノールを含む二酸化炭素が、原料カルシウム組成物の周囲を流動した。
 穴Aを封鎖した場合には、原料カルシウム組成物への炭酸成分の付与に伴い、反応容器内の二酸化炭素が消費され圧力が低下したが、二酸化炭素ポンベの減圧弁は、設定した圧力以下となると二酸化炭素を供給するため、反応容器内の二酸化炭素圧力は大気圧に加えて100KPaで一定に保持された。
 24時間後の組成をXRDで分析したところ、いずれもバテライト、微量のカルサイトを含む水酸化カルシウムであった。造孔材である塩化ナトリウムおよび繊維を除いた組成は、水酸化カルシウム圧粉体、水酸化カルシウム圧粉体顆粒、繊維結合原料水酸化カルシウム圧粉体の場合、バテライト含有量は72質量%、カルサイト含有量は3質量%、水酸化カルシウム含有量は25質量%であり、水酸化カルシウムペースト圧粉体、型に入れたカルシウムペースト組成物、塩化ナトリウム顆粒含有原料水酸化カルシウムペースト圧粉体の場合、バテライト含有量は62質量%、カルサイト含有量は4質量%、水酸化カルシウム含有量は34質量%であった。
 未反応水酸化カルシウムが残存しているが、原料カルシウム組成物は部分的に炭酸化されており、90%エタノールに浸漬しても崩れず形態を保てる状態であった。
<5.炭酸化工程>
 反応容器の蓋を開け、ファンを取り出した。
 次に、メッシュ容器が完全に浸漬され、かつ、穴Bから設置されたパイプには接触しないように90%メタノールを追加した。前記、<二酸化炭素置換工程>を再度行った後で、穴Bを閉鎖した。
 次に、二酸化炭素ボンベの減圧弁で反応容器中の二酸化炭素圧力が大気圧に加えて、100KPaとなるように加圧し、穴Aは開いた状態でスターラーを回転させた。
 炭酸化工程を始めてから6日後に、穴Aに接続されている二酸化炭素ボンベとの接続を解除し、穴Bを開けて加圧状態から大気圧状態に戻した後で、穴Bから空気を該反応容器に導入して、反応容器中の溶媒を穴Aから排出した。次に、穴Aを閉鎖し、ネジ穴Bからポンプを用いて反応容器内を減圧することによって医療用バテライト組成物を乾燥させた。乾燥後、ポンプを止めて、ネジ穴Aから該反応容器に空気を導入し、大気圧とした。
 別途、XRDで組成分析したところ、造孔材である塩化ナトリウムおよび繊維を除いた組成は、水酸化カルシウム圧粉体、水酸化カルシウム圧粉体顆粒、繊維結合原料水酸化カルシウム圧粉体の場合、バテライト含有量は95質量%、カルサイト含有量は5質量%であり、水酸化カルシウムペースト圧粉体、型に入れたカルシウムペースト組成物、塩化ナトリウム顆粒含有原料水酸化カルシウムペースト圧粉体の場合、バテライト含有量は93質量%、カルサイト含有量は7質量%であった。
 塩化ナトリウム顆粒含有原料水酸化カルシウムペースト圧粉体から製造された炭酸カルシウム組成物には、50μm以上、100μm以下の複数の気孔の集積が確認されたが、最大径長さが100μmを超える気孔はなかった。また、水銀圧入法測定による10μm以下の細孔容積は0.53cm/gであった。
 いずれも水酸化カルシウムは検出されなかった。また、繊維を除いた酸溶解残留物はいずれも0質量%であった。
 したがって、水酸化カルシウム圧粉体、水酸化カルシウムペースト圧粉体、型に入れた原料カルシウムペーストからは(D)を満足する医療用バテライトブロックが製造されたことが確認された。
 また、塩化ナトリウム顆粒含有原料水酸化カルシウムペースト圧粉体からは(D)と(G)の条件を満足する医療用バテライト顆粒が製造されたことが確認された。
 また、該数珠状の繊維結合原料水酸化カルシウム圧粉体からは、(K)を満足する医療用バテライト顆粒が製造されたことが確認された。
<6.リン酸成分付与工程>
 メッシュ容器がつかるように、80℃のpHが8.9である1モル濃度のNaHPO水溶液を穴Aから反応容器内部に導入した。
 穴Aを封鎖し、ダイヤフラムポンプを用いてネジ穴Bから反応容器内の空気を減圧し、その後、穴Bから空気を導入した。この操作によって医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の中の空気が脱気され、医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔にも該NaHPO水溶液が満たされた。
 次にスターラーピースを回転させ、反応容器の温度を80℃に保持した。
<7.洗浄乾燥工程>
 リン酸成分付与工程の7日後に、穴Bから空気を導入し、穴Aから該NaHPO水溶液を排出した。次に、穴Aから80℃の水を反応容器に導入し、穴Bから水を排出させることによって製造物を洗浄した。
 次に、穴Bから空気を導入し、穴Aから水を排出した。穴Aを封鎖し、反応容器の温度を80℃に保持したままで、ポンプを用い、穴Bから空気を排出し、製造物を減圧乾燥させた。
 XRD解析、および赤外分光スペクトルで炭酸基のピークが検出されたことから、いずれも組成は純粋な炭酸アパタイトであることが確認された。元素分析の結果、炭酸基量は10.8質量%であった。また、酸溶解性残留物は0質量%であった。また、いずれも体積は、体積が10-12以上であった。
 これらの分析結果から、原料水酸化カルシウム圧粉体および原料水酸化カルシウムペースト圧粉体、型に入れた原料カルシウムペーストからは、(V1)~(V3)の全ての条件を満足する医療用炭酸アパタイトブロックが製造されたことが確認された。
 塩化ナトリウム顆粒含有原料水酸化カルシウムペースト圧粉体から製造した炭酸カルシウム組成物から製造した炭酸アパタイト組成物は、気孔形態を保っており、50μm以上、100μm以下の複数の気孔の集積が確認されたが、最大径長さが100μmを超える気孔はなかった。また、水銀圧入法測定による10μm以下の細孔容積は0.80cm/gであった。
造孔材である塩化ナトリウム顆粒が溶解して、(V6)を満たす、気孔集積型の医療用炭酸アパタイト多孔体ブロックが製造されたことが確認された。
 また、該数珠状の繊維結合原料水酸化カルシウム圧粉体からは、数珠状の(V10)を満たす、繊維結合医療用炭酸アパタイトブロックが製造されたことが確認された。
(実施例3)
 実施例2の<1.原料カルシウム組成物の製造工程>で製造した水酸化カルシウム圧粉体を用い、実施例2の<2.反応容器への原料カルシウム組成物等の設置>、<3.二酸化炭素置換工程>を行った後、<4.部分炭酸化工程>における反応時間を7日間に延長して炭酸化を行った。
7日後に製造物の組成をXRD解析で分析したところ、95質量%のバテライトと4質量%のカルサイト、1質量%の水酸化カルシウムであった。
 実施例2と本実施例の比較から、気相での炭酸化のみでも原料水酸化カルシウム圧粉体から医療用バテライト組成物を製造できるが、1質量%の未反応水酸化カルシウムが残存することから、気相での炭酸化だけで医療用バテライト組成物を製造するよりも、気相で部分炭酸化を行い、次に液相で炭酸化をさせる方が、より純度の高い医療用バテライト組成物が製造できることがわかった。
(比較例4)
 ファンを回転させずに、実施例3と同じ工程を行った。
 7日後に製造物の組成をXRD解析で分析したところ、71質量%のバテライト、4質量%のカルサイトと、25質量%の水酸化カルシウムとの混合物であった。
 ファンによって、90%エタノールを含む二酸化炭素が原料カルシウム組成物の周囲を流動するようにした実施例3では1日後に72質量%のバテライト、3質量%のカルサイト、25質量%の水酸化カルシウムとなっている。すなわち、閉鎖系の反応容器において、原料カルシウム組成物周囲に有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを流動させないと原料カルシウム化合物の炭酸化が遅いことがわかった。
 また、原料水酸化カルシウム圧粉体の内部で形成された水が除去されないため、バテライトからカルサイトへの相転移が起り、バテライトの含有量が少なくなることもわかった。
 すなわち、閉鎖系の反応容器による原料カルシウム化合物からの医療用バテライト組成物の製造においては、エタノールなどのカルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にバテライト形成を促進させる物質を二酸化炭素とともに原料カルシウム組成物周囲に流動させ、同時に、原料カルシウム組成物と二酸化炭素の反応で副生される水を蒸発などで除去させることが有用であることがわかった。
(実施例4)
<1.原料水酸化カルシウム組成物の製造>
 水酸化カルシウムと100μmのふるいを通過して、目開きが50μmのふるいを通過しなかった造孔材である硝酸アンモニウム顆粒とを硝酸アンモニウムの含有量が20質量%となるように混合し、5MPaの圧力で一軸加圧して、直径6mmφ、高さ9mmの(AB7)を満たす硝酸アンモニウム顆粒含有原料水酸化カルシウム圧粉体を製造した。
<2.反応容器への原料カルシウム組成物等の設置>
 実施例2の反応容器を用いた。ただし、該反応容器に90%エタノールとスターラーピースは入れずに、和光純薬社製炭酸アンモニウム約10gを入れた。
次に、該圧粉体を入れたメッシュ容器を、炭酸アンモニウムに接しないように設置した。また、メッシュ容器の上にファンを設置した。
<3.二酸化炭素置換工程>
 実施例2と同じ工程を行った。
<4.炭酸化工程>
 次に、穴Bを閉鎖し、反応容器を70℃に加熱した。なお、炭酸アンモニウムは58℃で二酸化炭素とアンモニアに分解することが知られている。
 二酸化炭素ボンベ減圧弁で反応容器中の二酸化炭素圧力を大気圧に加えて、100KPaとし、ファンを回した。このことによって、アンモニアを含む二酸化炭素が、原料カルシウム組成物の周囲を流動した。
 7日後に、別途、製造物の組成をXRDで分析したところ、バテライトが91質量%、カルサイトが9質量%であった。
<5.造孔材除去工程>
 反応容器から製造物を取出し、25℃で100mLのエタノールに浸漬した。
 1時間毎にエタノールを5回取り換えると造孔材である硝酸アンモニウムが完全に除去された。また、製造物の組成をXRDで分析したところ、バテライトが91質量%、カルサイトが9質量%であった。水銀圧入法測定による10μm以下の細孔容積は0.49cm/gであった。
 このことから、(G)を満たす医療用バテライト気孔集積型多孔体が製造されたことが確認された。
(実施例5)
 90%メタノールの代わりに90%アセトンを用いる以外は実施例1と同じ条件でバテライト含有組成物を製造した。
 7日間炭酸化して製造された組成物の体積は2.5×10-4であった。また、XRD解析からバテライト含有量が38質量%、カルサイト含有量が62質量%であり、酸溶解性残留物が0質量%であったことから、組成は純粋な炭酸カルシウムであることが確認された。
 なお、該医療用バテライト組成物の気孔率は45%であり、基準圧縮強度は0.23MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は14MPaであり、基準圧縮強度以上であることも確認された。
 これらの結果から、有機溶媒であるアセトンにもカルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にカルサイト以外の炭酸カルシウム形成を促進する効果があることがわかった。
(実施例6)
 水酸化カルシウム粉末50gをメタノール450mLと水50mLの混合溶媒に懸濁させ、4℃で二酸化炭素を毎分1000mLバブリングさせ撹拌した。2時間後に二酸化炭素のバブリングを止めた。12時間保持した後に、デカンテーションと遠心分離で、懸濁液から粉末を取出し、110℃で2時間乾燥させた。XRD解析から100質量%のバテライト粉末が製造されたことが確認された。また、平均粒径は1μmであった。
 該バテライト粉末を300MPaで圧粉し、バテライト粉末圧粉体を製造した。該バテライト粉末圧粉体を、電気炉を用いて、毎分1℃で200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃まで加熱し、該温度で6時間焼成、室温まで炉冷した。XRD解析の結果、200℃、250℃、300℃、350℃で焼成した焼結体は98質量%がバテライトであり、2質量%がカルサイトであった。また、400℃で焼成した焼結体は78質量%がバテライトであり、22質量%がカルサイトであった。バテライト粉末圧粉体は、水に浸漬すると崩れて形態を保てず、また、水をつけて擦ると白濁した。一方、焼結体はいずれも、水に浸漬しても崩れることなく、また、水をつけて擦っても白濁しなかった。熱処理後の材料を、10倍量の炭酸カルシウム飽和水を入れたガラス容器に浸漬し、28kHz出力75Wの条件で1分間超音波を行い、照射後の該組成物の乾燥重量を超音波照射前の乾燥重量と比較したところ、いずれも100%であった。バテライト粉末圧粉体の圧縮強さは3.2MPaであったが、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃で焼成した焼結体の圧縮強さはそれぞれ、4.6MPa、6.9MPa、11.3MPa、11.7MPa、12.1MPa、11.8MPa推定値であった。
 これらの結果から、バテライト焼結体が製造されていることが確認された。
(実施例7)
 <高分子材料含有原料カルシウム組成物>
Mg含有量が2×10-5質量%、Sr含有量が1.6×10-4質量%、平均粒径が3μm、球形度が0.88の白石研究所製高純度炭酸カルシウム粉末を長峰製作所製ワックス系有機バインダーである高分子材料を質量比で75:25に混合した。
 <(E1)押出工程>
 株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミルにハニカム構造形成用型を取り付け、押出成形を行い、外周側壁を有する柱体状の高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体を中間体として作製した。
 <(E2)押出工程後の成形工程>
 高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体の曲がりを取る目的で剥離紙をおいたアルミアングルを型枠として用い、高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体を挟み、80℃で24時間熱処理し、室温まで冷却した。この成形操作によって、高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体の曲がりが取れた。
<(E3)外周側壁除去工程>
 柱体状の高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体の外周側壁を電動カンナで除去した。なお、成形工程を行わない高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体と比較して成形工程によって平滑化した高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体は電動カンナによる外周側壁除去が容易であった。また、回転砥石を用いて研磨によって外周側壁を除去しようとした場合には新たな外周側壁が形成される所見が認められたが、電動カンナによる切削では新たな外周側壁の形成は認められなかった。
<(E4)外周側壁除去工程後の成形工程>
 「(E3)外周側壁除去工程」で生じた変形を完全に除去するため、80℃で24時間熱処理し、室温まで冷却した。この成形操作によって、高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体の変形が取れた。
<(E5)脱脂炭酸カルシウム焼結工程>
 該ハニカム構造体を、毎分0.15℃で250℃まで加熱し、250℃で1時間保持、毎分0.15℃で400℃~510℃まで加熱し、該温度(最終温度)で24時間保持した後に炉冷した。
 本脱脂炭酸化条件の質量増大および質量減少を熱質量分析装置で分析したところ、高分子材料の減量が毎分1.0質量%より小さいことが確認された。
 図2に最終温度が480℃で製造したハニカム構造体の水銀圧入細孔分布分析結果の例を示す。このように、ハニカム構造体のマクロ気孔に起因する細孔径が約70μm付近のピーク以外にハニカム隔壁のミクロ気孔に起因する細孔径が1μm以下の細孔が存在することがわかる。
 XRD解析で最終温度に関わらず全ての試料の組成が純粋なカルサイトであることを確認した。
 表1に最終温度と、製造されたカルサイトハニカム構造体の気孔率、該気孔率に対する基準圧縮強度、圧縮強度、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積をまとめた。なお、酸溶解残留物は全て0質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積はいずれも0.02cm/gより大きい値であった。したがって、本発明の医療用カルサイトハニカム構造体が製造できた。
 なお、いずれも基準圧縮強度より大きい圧縮強度を示した。
 図5に製造された医療用カルサイトハニカム構造体表面の電子顕微鏡像を示す。最終温度が480℃までは著明な粒成長が認められないが、最終温度が510℃の場合は粒成長が認められることも確認された。
<リン酸成分付与工程>
 次に、該医療用カルサイトハニカム構造体をpHが8.9である80℃の1モル濃度NaHPO水溶液に7日間あるいは28日間浸漬した。完全にアパタイトに組成変換されるか否かを表1にまとめた。28日の段階でカルサイトが残留している場合にはアパタイトへの組成変換ができないとして表中には×印で記載した。なお、酸溶解残留物は全て0質量%であった。
 最終温度として480℃以下で製造した医療用炭酸カルシウムハニカム構造体の場合は7日間浸漬、最終温度が510℃の場合は28日間浸漬で医療用カルサイトハニカム構造体にリン酸成分が付与され純粋な炭酸アパタイトに組成変換されていることがXRD解析およびFT-IR解析によって確認された。炭酸基含有量はいずれも10.8質量%であった。
これらから、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体が製造されたことが確認された。なお、該医療用炭酸アパタイトハニカム構造体は基準圧縮強度を超える圧縮強度を示すことも明らかになった。
 510℃で製造した10μm以下の細孔容積が0.12cm/gである医療用カルサイトハニカム構造体を該水溶液に7日間浸漬した場合には未反応のカルサイトが認められた。したがって、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積はいずれも0.02cm/gより大きい値であれば28日間浸漬で炭酸アパタイトに組成変換されるが、組成変換に時間を要するため、細孔容積は大きい方が好ましいことが好ましいことがわかった。
(比較例5)
 最終温度を550℃とした以外は実施例7と同じ製造方法でカルサイトハニカム構造体を製造した。酸溶解残留物は全て0質量%であった。他の結果は表1にまとめるが、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.02cm/gであった。また、[1]の(D)~(K)のいずれにも該当しなかったため、製造された炭酸カルシウム組成物は本発明に含まれない材料である。
 該材料を実施例7と同じ方法で1モル濃度NaHPO水溶液に80℃で28日間浸漬した場合に、一部がアパタイトに組成変換されたものの、完全にはアパタイトに組成変換されなかった。一部はアパタイトに組成変換されていることから、より長期間該溶液に浸漬すれば完全にアパタイトに組成変換されると思われるが、製造では不適であることがわかった。
 実施例7と本比較例の比較から、医療用カルサイトハニカム組成物の反応性には隔壁部のミクロ気孔も重要であり、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.02cm/gより大きいことが必須条件であることが確認された。
(実施例8)
 平均粒径の異なる炭酸カルシウムを用いて実施例7と同じ製造を行った。なお、用いた全て炭酸カルシウムの球形度は0.88であり、Mg含有量が2.5×10-5質量%以下、Sr含有量は2×10-4質量%以下であった。
 図6にレーザ回折式粒度分布測定装置(島津社製、SALD-300V)を用いた粒度分布解析結果を示す。また、表2に医療用カルサイトハニカム構造体と医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の諸性質を示す。なお、酸溶解残留物は全て0質量%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
平均粒径が8μmより大きい炭酸カルシウム(a)を用いると基準圧縮強度は超えるものの比較的圧縮強度が小さい医療用カルサイトハニカム構造体が製造され、リン酸付与工程においてもアパタイトへの組成変換に比較的時間がかかることがわかった。一方、平均粒径が8μm以下の炭酸カルシウム(b)、(c)、(d)を用いた場合にはいずれも、比較的圧縮強度が大きい医療用カルサイトハニカム構造体が製造され、平均粒径が2μm以上の炭酸カルシウム(c)又は(d)を用いた場合には、さらに圧縮強度が大きい医療用カルサイトハニカム構造体が製造され、リン酸付与工程においてもアパタイトへの組成変換が比較的短時間で終了することがわかった。
 これらの結果から、高分子含有炭酸カルシウムから医療用炭酸カルシウム組成物を製造する際には平均粒径2μm以上8μm以下の炭酸カルシウムを用いることが好ましいことが確認された。
(実施例9)
<高分子材料含有原料カルシウム組成物>
 株式会社和光純薬製水酸化カルシウム粉末をジェットミルで平均粒径1μmに粉砕した。該水酸化カルシウムと長峰製作所製ワックス系有機バインダーである高分子材料を質量比で75:25に混合した。
<(E1)押出工程>
 株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミルにハニカム構造形成用型を取り付け、押出成形を行い、外周側壁を有する柱体状の高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体を中間体として作製した。
 このハニカム構造体の貫通孔に垂直な面の断面積は4.8cmであった。また、外周側壁の厚さは220μmであり、隔壁厚は75μmであった。
<(E2)押出工程後の成形工程>
 実施例7と同じ(E2)を行った。
<(E3)外周側壁除去工程>
 実施例7と同じ(E3)を行った。
<(E6)脱脂炭酸化工程>
 該ハニカム構造体を、毎分200mLの二酸化炭素の気流下(二酸化炭素分圧は約101KPa)で、毎分0.1℃で250℃まで加熱し、250℃で1時間保持、毎分0.1℃で450℃まで加熱し、450℃で1時間保持、毎分0.1℃で700℃まで加熱し、700℃で24時間保持し、炉冷した。
 本脱脂炭酸化条件の質量増大および質量減少を熱質量分析装置で分析したところ、毎時1.0質量%より小さいことが確認された。外周側壁と隔壁の間やハニカム構造体内部にクラックは認められなかった。
<(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程>
 製造されたハニカム構造体を研磨して最終の寸法調整を行った。脱脂した後の医療用カルサイトハニカム構造体を切削するとチッピングが起ったが、研磨するとチッピングが起らず研磨による仕上げ工程が好ましいことがわかった。なお、気孔率および圧縮強度は仕上げ工程によらず同一であった。ハニカム構造体の貫通孔垂直な面の断面積は3.9cmであり、体積は7.8×10-6であった。また、外周側壁は除去しており、厚さとしては0μmであり、ハニカム構造体壁厚は78μmであった。XRD解析の結果、製造されたハニカム構造体の組成は純粋なカルサイトであった。酸溶解残留物は0質量%であり、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.05cm/gであったため、医療用カルサイトハニカム構造体の製造が確認された。
 なお、気孔率は48%であり、基準圧縮強度は19MPaと計算されたが、該組成物の気孔方向に対する圧縮強度は82MPaであった。
 また、仕上げ工程を行うことによって外形がより整えられた医療用カルサイトハニカム構造体が製造された。
<リン酸成分付与工程>
 仕上げ工程の次に、医療用カルサイトハニカム構造体をpHが8.9である1モル濃度NaHPO水溶液に80℃で3週間浸漬した。2週間浸漬ではカルサイトが少量未反応であったが、3週間浸漬によって医療用カルサイトハニカム構造体にリン酸成分が付与され純粋な炭酸アパタイトに組成変換されていることがXRD解析およびFT-IR解析によって確認された。
 体積は7.8×10-6であり、酸溶解残留物は0質量%、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.03cm/gであったため、医療用カルサイトハニカム構造体の製造が確認された。気孔率は45%であり、基準圧縮強度は23MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は89MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。これらから、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体が製造された。
 製造された酸溶解残留物が0質量%である医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の骨補填材としての有用性をウサギ検証するため、別途直径5.2mmの円柱状の医療用炭酸アパタイトハニカム構造体を前記実施例9と同様に製造し、ウサギ大腿骨遠位骨端に埋植した。図7は埋植4週目のヘマトキシリン-エオジン染色した病理組織像である。中央部まで骨が伝導しており、高い骨伝導性が確認できる。全ての貫通孔内部に骨形成が認められ、気孔面積に対する骨形成面積は32%であった。
 酸溶解残留物が1.2質量%であるため、本発明に含まれない材料である特許文献12の実施例11で製造された炭酸アパタイトハニカム構造体に関わる病理組織像(特許文献12の図18)では、炭酸アパタイトハニカム構造体内部に骨の伝導が確認できるが、骨が形成されている気孔は約25%であり、本発明の医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の気孔に対する骨伝導の値と比較して著しく低い。
 また、酸溶解残留物が1.2質量%であるため、本発明に含まれない材料である特許文献12の実施例12で製造された炭酸アパタイトハニカム構造体顆粒に関わる病理組織像(特許文献12の図21)でも、炭酸アパタイトハニカム構造体顆粒貫通孔内部に骨の形成が確認できるが、骨が形成されている貫通孔は約90%、気孔面積に対する骨形成面積は26%であり、本発明の医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の貫通孔に対する骨形成の値と比較して低い。
 すなわち、本実施例と特許文献12の比較から炭酸アパタイトハニカム構造体は骨形成能に優れる骨補填材として有用であるが、酸溶解残留物の有無によって骨形成能の程度は異なり、酸溶解残留物が1質量%以下である本発明の医療用炭酸アパタイトハニカム構造体は、本発明に含まれない材料である酸溶解残留物が1質量%より多い炭酸アパタイトハニカム構造体に比べて骨伝導性、骨形成能に優れる医療用材料であることがわかった。
(比較例6)
 実施例8と同じ高分子材料含有原料カルシウム組成物を用いて、外周側壁が75μmとなるようなハニカム構造形成用型を通して押出した。一部では外周側壁が75μm、隔壁厚は75μmの部分が確認されたが、ハニカム構造体としての形態は保てなかった。貫通孔に垂直な面の断面積が1cm未満である場合には、外周側壁と隔壁厚を同じ厚さとしても押出しできてハニカム構造が保たれること、および本比較例と実施例8の比較から貫通孔に垂直な面の断面積が1cm以上である場合には、ハニカム構造体の外周側壁の厚さが隔壁の厚さより厚くなるように押出す必要があることがわかった。
(比較例7)
 特許文献12の実施例1の方法(熱処理温度450℃)および該方法において熱処理温度を600℃および700℃としてカルサイトハニカム構造体を製造した。
 すなわち、株式会社ナカライテスク製水酸化カルシウム粉末をジェットミルで平均粒径1μmに粉砕し、水酸化カルシウムと株式会社長峰製作所製ワックス系バインダーを重量比で75:25に混合した。その後、株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミルにハニカム成形用金型を取り付け、押出成形を行った。水酸化カルシウムとバインダーの混合物を組成とし、外周側壁を有する円柱状のバインダー含有水酸化カルシウムハニカム構造体を作製、円柱状のバインダー含有水酸化カルシウムハニカム構造体の外周側壁を電動カンナで除去した後に、当該バインダー含有水酸化カルシウムハニカム構造体を、二酸化炭素を50%含有する酸素の気流下で、450℃、600℃、700℃で脱脂した。
 脱脂後のハニカム構造体の組成を、BRUKER製D8 ADVANCE型粉末X線回折装置を用い、出力は40kV、40mA、X線源はCuKα(λ=0.15418nm)の条件で分析したところ、いずれも炭酸カルシウムであることがわかった。
 二酸化炭素を50%含有する酸素の気流下で、450℃、600℃、700℃で脱脂したカルサイトハニカムブロックの酸溶解残留物は1.2質量%、0.5質量%、0質量%であり、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.46cm/g、0.02cm/g、0.01cm/gであった。また、[1]の(D)~(K)のいずれにも該当しなかったため、製造された炭酸カルシウム組成物は本発明に含まれない材料である。次に、製造された炭酸カルシウムハニカム構造体を80℃の1モル濃度リン酸水素二ナトリウム水溶液および80℃の1モル濃度リン酸三ナトリウム水溶液に7日間浸漬した。
 XRD解析およびFT-IR解析の結果、脱脂温度を450℃として製造した炭酸カルシウムハニカム構造体の場合は、リン酸水素二ナトリウム水溶液でリン酸化した場合もリン酸三ナトリウム水溶液でリン酸化した場合も組成が炭酸アパタイトに変換され、炭酸アパタイトハニカム構造体が製造された。酸溶解残留物はいずれも1.2質量%であり、酸溶解残留物を含む炭酸カルシウム組成物をリン酸化した場合、酸溶解残留物が残存することがわかった。
 一方、脱脂温度を450℃として製造した炭酸カルシウムハニカム構造体の場合は、リン酸水素二ナトリウム水溶液でリン酸化した場合もリン酸三ナトリウム水溶液でリン酸化した場合も7日間浸漬で、組成が一部炭酸アパタイトに変換されたものの完全に炭酸アパタイトに変換されることはなかった。したがって、特許文献12の製造方法では本発明の医療用炭酸カルシウム組成物を製造できないことが明らかになった。
(実施例10)
 実施例9で用いた高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体(高分子材料含有水酸化カルシウムハニカム構造体)を用いて、下記の脱脂炭酸化工程を行った。
<(E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程>
 該ハニカム構造体を、毎分200mLの酸素の気流下(酸素分圧は約101KPa)で、毎分0.1℃で250℃まで加熱し、250℃で1時間保持、毎分0.1℃で450℃まで加熱し、450℃で24時間保持した。この段階での組成は酸化カルシウムと水酸化カルシウムの混合物であった。その後に、毎分3℃で850℃まで加熱し、850℃で3時間保持した。この段階での組成は酸化カルシウムであることをXRD解析で確認した。次に、350℃まで毎分5℃で炉冷し、350℃となった段階で反応容器内を二酸化炭素で置換、密封した後、二酸化炭素を導入し、350KPaの圧力として、14日間炭酸化した後、炉冷した。
 製造されたハニカム構造体の貫通孔垂直な面の断面積は3.9cmであった。また、外周側壁は除去されているため0μm、ハニカム構造体壁厚は69μmであった。
 XRD解析の結果、該ハニカム構造体の組成はカルサイトのみであり、酸溶解残留物は0質量、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.05cm/gであることから純粋な医療用カルサイトハニカム構造体が製造されていることがわかった。
 気孔率は52%であり、基準圧縮強度は15MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は60MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。
 なお、本脱脂炭酸化条件の質量増大および質量減少を熱質量分析装置で分析したところ、毎時1.0質量%より小さいことが確認された
<リン酸成分付与工程>
 次に、医療用カルサイトハニカム構造体をpHが8.9である1モル濃度NaHPO水溶液に80℃で3週間浸漬した。1週間浸漬ではカルサイトが少量未反応であったが、2週間浸漬によって医療用カルサイトハニカム構造体にリン酸成分が付与され純粋な炭酸アパタイトに組成変換されていることがXRD解析およびFT-IR解析によって確認された。
 体積は7.8×10-6であり、酸溶解残留物は0質量%、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.02cm/g推定値であったため、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の製造が確認された。
 なお、気孔率は45%であり、基準圧縮強度は23MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は89MPaであり、基準圧縮強度以上であることも確認された。
 350℃で炭酸カルシウムが形成された本実施例と700℃で炭酸カルシウムが形成された実施例9とを比較すると、本実施例の方が、リン酸化反応が早く、より反応性の高い炭酸カルシウムが形成されていることがわかった。
(実施例11)
 実施例9で用いた高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体(高分子材料含有水酸化カルシウムハニカム構造体)を用いて、下記の脱脂炭酸化工程を行った。
<(E8)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程>
 該ハニカム構造体を、毎分200mLの二酸化炭素の気流下(二酸化炭素分圧は約101KPa)で、毎分0.1℃で250℃まで加熱し、250℃で1時間保持、毎分0.1℃で450℃まで加熱し、450℃で24時間保持した。この段階で水酸化カルシムが炭酸カルシウムとなっていることをXRD解析で確認した。450℃で24時間保持した後に、毎分3℃で850℃まで加熱した。850℃に到達後、毎分200mLの酸素の気流下(酸素分圧は約101KPa)で3時間保持した。この段階で炭酸カルシムが酸化カルシウムとなっていることを粉末X線回折で確認した。次に、350℃まで毎分5℃で炉冷し、350℃となった段階で反応容器内を二酸化炭素で置換、密封した後、二酸化炭素を導入し、350KPaの圧力として、14日間炭酸化した後、炉冷した。
 製造されたハニカム構造体の貫通孔垂直な面の断面積は3.7cmであった。また、外周側壁は除去されているため0μm、ハニカム構造体壁厚は67μmであった。
 XRD解析の結果、該ハニカム構造体の組成はカルサイトのみであり、酸溶解残留物は0質量であり、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.04cm/gであることから純粋な医療用カルサイトハニカム構造体が製造されていることがわかった。
 高分子材料含有水酸化カルシウムハニカム構造体を炭酸化してから酸化カルシウムとした本実施例と、高分子材料含有水酸化カルシウムハニカム構造体から直接酸化カルシウムとした実施例10との比較において、本実施例で製造した医療用炭酸カルシウムハニカム構造体の方が、圧縮強度が高いことがわかった。
<リン酸成分付与工程>
 次に、医療用カルサイトハニカム構造体をpHが8.9である1モル濃度NaHPO水溶液に80℃で3週間浸漬した。1週間浸漬ではカルサイトが少量未反応であったが、2週間浸漬によって医療用カルサイトハニカム構造体にリン酸成分が付与され純粋な炭酸アパタイトに組成変換されていることがXRD解析およびFT-IR解析によって確認された。
 体積は7.8×10-6であり、酸溶解残留物は0質量%であった。気孔率は46%であり、基準圧縮強度は22MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は120MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。これらから、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体が製造された。
(実施例12)
 NaHPO、NaHPO、NaHCO、NaCO、MgClを用いてリン酸濃度が1モル濃度、炭酸濃度が0モル濃度あるいは0.5モル濃度でpHが4.2、7.2、8.0あるいは8.9、マグネシウム濃度が0.1モル濃度の水溶液を調製した。次に、実施例7において最終温度を450℃として製造した医療用炭酸カルシウムハニカムを80℃の該水溶液に5日間、7日間、28日間浸漬した。組成変換はXRD解析で解析した。
 80℃1モル濃度NaHPO水溶液(pH=4.2)に5日間浸漬した場合には、医療用炭酸カルシウムハニカムはマクロ形態を保ったまま、リン酸水素カルシウムに組成変換された。また、80℃0.1モル濃度のMgClを含むリン酸濃度が1モル濃度の水溶液(pH=7.2)に7日間浸漬した場合には、医療用炭酸カルシウムハニカムはマクロ形態を保ったまま、ウィットロカイトとアパタイトの混合物に組成変換された。いずれも酸溶解残留物は0質量%であった。
 リン酸濃度が1モル濃度、炭酸濃度が0モル濃度あるいは0.5モル濃度でpHが8.0あるいは8.9の場合の結果を表3に示す。酸溶解残留物はいずれも0質量%であった。なお、28日間浸漬しても純粋なアパタイトに組成変換されない場合には表中に×印を記入した。炭酸基含有量は元素分析で得られた炭素含有量を5倍した値とした。これらの分析結果から、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体が製造されたことがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 また、リン酸成分を含むpHが8.5以上の水溶液であるpHが8.9の水溶液を用いると炭酸基含有量が10質量%以上の医療用炭酸アパタイトハニカム組成物が得られること、リン酸成分を含むpHが8.5未満の水溶液であるpHが8.0の水溶液を用いると炭酸基含有量が10質量%未満の医療用炭酸アパタイトハニカム組成物が製造されることがわかった。
 また、リン酸成分を含むpHが8.5未満の水溶液であるpHが8.0の水溶液を用いると、リン酸成分を含むpHが8.5以上の水溶液であるpHが8.9の水溶液を用いる場合に比較して、リン酸成分の付与が早く進行すること、また、炭酸基含有量の少ない医療用炭酸アパタイトハニカム構造体が製造できることがわかった。
 また、リン酸成分を含む水溶液に0.5モル濃度以下の炭酸成分を共存させると、リン酸成分の付与は遅くなるが、炭酸基量が多い医療用炭酸アパタイトハニカム構造体が製造できることがわかった。
 図8にpHが8.9で、1モル濃度のリン酸成分のみの水溶液で医療用カルサイトハニカム構造体にリン酸成分を付与した場合の電子顕微鏡像(a)と、pHが8.9で、1モル濃度のリン酸成分と0.5モル濃度の炭酸成分を共存させた水溶液で医療用カルサイトハニカム構造体にリン酸成分を付与した場合の電子顕微鏡像(b)を示す。表2の表面粗さ(Ra)でも明らかであるが、医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与する際に0.5モル濃度以下の炭酸成分を共存させると製造される医療用炭酸アパタイト組成物の表面粗さが大きくなることがわかった。なお、表面粗さが大きいと、細胞接着や骨伝導性が高くなる。
 また、いずれの医療用炭酸アパタイトハニカム構造体も基準圧縮強度より高い圧縮強度を示すことが確認された。
(比較例8)
 調製する水溶液の炭酸濃度を1.0モル濃度とする以外は実施例12と同じ条件で製造を行った。表3に示すように、炭酸濃度を1.0モル濃度とした場合には0.5モル濃度とした場合と異なり、28日以内で純粋なアパタイトに組成変換されないことがわかった。
 実施例12と本比較例の比較から、リン酸成分と炭酸成分を含む水溶液を用いて医療用炭酸アパタイト組成物を製造する場合には、炭酸基濃度を0.5モル濃度以下にすることが好ましいことがわかった。
(比較例9)
 本発明の医療用炭酸カルシウム組成物の有用性を評価するために、PCT/JP2018/00193の実施例1で開示されている圧縮強度が高いとされている炭酸カルシウムブロックを調製した。
 すなわち、水酸化カルシウム(和光純薬製)と蒸留水を混水比1.13で混合し、金型を用いて、混合物を20MPaで一軸加圧成形し、直径6mm高さ3mmの水酸化カルシウム圧粉体を製造した。
 次に、二酸化炭素接触装置を用いて、成形された水酸化カルシウム圧粉体を、相対湿度100%の二酸化炭素によって48時間炭酸化させた後、80℃の1モル濃度炭酸水素ナトリウム水溶液に4日間浸漬した。
 XRD解析からカルサイト含有量が100質量%であり、酸溶解性残留物は0質量%であった。
 水酸化カルシウム圧粉体を7日間二酸化炭素に暴露すると水酸化カルシウムは硬化して、体積2.5×10-4のブロックが製造された。また、XRD解析からブロックの組成はカルサイト含有量が100質量%であることがわかった。酸溶解残留物は0質量%であった。
 水銀圧入法測定で、該組成物における水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比は0%であった。
 また、気孔率は38%であり、基準圧縮強度は38MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は32MPaであり、基準圧縮強度未満であった。また、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体、複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた多孔体、医療用組成物全体に複数の気孔が集積されている気孔集積型多孔体のいずれにも該当しない。
 したがって製造されたカルサイト組成物は本発明に含まれない材料である。
 本比較例と実施例の比較によって本発明の医療用炭酸カルシウム組成物は圧縮強度に優れる有用な医療用炭酸カルシウム組成物であることがわかった。
(比較例10)
 本発明の医療用炭酸カルシウム組成物の有用性を評価するために、PCT/JP2018/00193の実施例5で開示されている製造方法で圧縮強度が高いとされている炭酸カルシウムブロック多孔体を調製した。
 すなわち、塩化ナトリウム(和光純薬製)を篩分けし、212~300μmの塩化ナトリウムを製造した。次に、水酸化カルシウム(和光純薬製)と蒸留水を混水比1.0で混合した混合物に当該塩化ナトリウムを質量比1:1で混合した。
 次に、金型を用いて、混合物を20MPaで一軸加圧成形し、直径6mm高さ3mmの水酸化カルシウム圧粉体を成形した。
 次に、二酸化炭素接触装置を用いて、製造された水酸化カルシウムブロックを、相対湿度100%の二酸化炭素によって1時間炭酸化させた後、80℃の1モル濃度炭酸水素ナトリウム水溶液に4日間浸漬した。
 炭酸化工程の後、ブロックを蒸留水で洗浄し、80℃の蒸留水に24時間浸漬して塩化ナトリウムを完全に溶解洗浄した。
 XRD解析からカルサイト含有量が100質量%であった。また、酸溶解残留物は0質量%であり、体積は2.5×10-4であった。
 なお、該組成物における水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比は0%であった。
 また、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体、複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた多孔体、医療用組成物全体に複数の気孔が集積されている気孔集積型多孔体のいずれにも該当しない。
 また、気孔率は65%であり、基準圧縮強度は6MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は0.8MPaであり、基準圧縮強度未満であった。
 したがって製造されたカルサイト組成物は本発明に含まれない材料である。
 本比較例と実施例の比較によって本発明の医療用炭酸カルシウム組成物は圧縮強度に優れる有用な医療用炭酸カルシウム組成物であることがわかった。
(実施例13)
 実施例9で製造した高分子材料含有原料カルシウム組成物(高分子材料含有水酸化カルシウム)を用いた。
 <(E1)押出工程>
 株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミルにハニカム構造形成用型を取り付け、押出成形を行い、外周側壁を有する柱体状の高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体を中間体として作製した。
 <(E2)押出工程後の成形工程>
 押出された高分子材料含有原料カルシウム組成物ハニカム構造体が室温まで冷却される前に、100℃に加熱した直径10cmの円柱状ステンレスに押付けることによってハニカム構造体の軟化とハニカム構造体への圧力負荷を行い、貫通孔の両端、貫通孔の中央部の三点を通る円の直径10.5cmである高分子材料含有水酸化カルシウムハニカム構造体を製造した。
<(E3)外周側壁除去工程>
 該ハニカム構造体の外周側壁を、歯科用ストレートフィッシャーバーを用いて除去した。歯科用ストレートフィッシャーバーを用いた場合、新たな外周側壁の形成は認められなかった。
<(E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程>
 次に、該ハニカム構造体を、熱処理して高分子材料を完全に脱脂し、かつ、炭酸化した。まず、電気炉内を二酸化炭素雰囲気とし、室温から700℃まで昇温し、700℃で48時間熱処理、炉冷した(炭酸化工程)。
 製造されたハニカム構造体の貫通孔垂直な面の断面積は3.7cmであった。
 また、外周側壁は除去されているため0μm、ハニカム構造体壁厚は67μmであった。貫通孔の両端、貫通孔の中央部の三点を通る円の直径は10.2cmであった。
 XRD解析の結果、無機組成物はカルサイトのみであることがわかった。また、酸溶解残留物試験で残留物は0質量%であり、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積は0.05cm/gであることから純粋な炭酸カルシウム組成物が製造されていることがわかった。
<リン酸成分付与工程>
 仕上げ工程の次に、医療用カルサイトハニカム構造体をpHが8.9である1モル濃度NaHPO水溶液に80℃で3週間浸漬した。XRD解析およびFT-IR解析の結果、医療用カルサイトハニカム構造体にリン酸成分が付与され炭酸アパタイトに組成変換されていることが確認された。
 製造されたハニカム構造体の貫通孔垂直な面の断面積は3.7cmであった。
 また、外周側壁は除去されているため0μm、ハニカム構造体壁厚は67μmであった。貫通孔の両端、貫通孔の中央部の三点を通る円の直径は10.2cmであった。
 また、これらから、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の製造が確認された。
(実施例14)
 ナカライ株式会社製硫酸カルシウム半水和物粉末を700℃で熱処理し、硫酸カルシウム無水物とした後に、ジェットミルで平均粒径1μmに粉砕し、該硫酸カルシウムと株式会社長峰製作所製ワックス系高分子材料に対して硫酸カルシウムの体積比が50%、53%、57%となるように混合した。
 原料カルシウム組成物および原料カルシウム組成物の含有量が異なる以外は実施例7の<(E1)押出工程>、<(E2)押出工程後の成形工程>、<(E3)外周側壁除去工程>、<(E4)外周側壁除去工程後の成形工程>と同じ工程によって製造された原料カルシウム組成物ハニカム構造体を用いて、下記の脱脂炭酸化工程を行った。
<(E6)脱脂炭酸化工程>
 該ハニカム構造体を、大気中で、高分子材料に由来する重量原料が毎分1質量%以下となるように900℃まで加熱し、900℃で24時間熱処理し、炉冷した。
 XRD解析の結果、該ハニカム構造体の組成は硫酸カルシウム無水物のみであった。炭酸化水溶液として、2モル濃度炭酸水素ナトリウム水溶液と2モル濃度の炭酸ナトリウムを混合してpHを9とした水溶液を用いた。該ハニカムを40℃の炭酸化水溶液に4日間浸漬した。粉末XRD分析の結果、組成は純粋なカルサイトであった。また、酸溶解残留物は0質量であることから純粋な医療用炭酸カルシウムハニカム構造体が製造されていることがわかった。
 表4に硫酸カルシウムと株式会社長峰製作所製ワックス系高分子材料に対して硫酸カルシウムの体積比が50%、53%、57%となるように調製した試料から製造した医療用カルサイトハニカム構造体の気孔率(%)、圧縮強度(MPa)、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積(cm/g)をまとめる。酸溶解残留物は全て0質量%であった。これらの結果から、医療用炭酸カルシウムハニカム構造体が製造できたことが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
<リン酸成分付与工程>
 次に、該医療用炭酸カルシウムハニカム構造体を80℃の1モル濃度NaHPO水溶液に7日間浸漬した。XRD解析およびFT-IR解析によって、すべての医療用炭酸カルシウムハニカム構造体にリン酸成分が付与され炭酸アパタイトに組成変換されていることが確認された。酸溶解残留物は全て0質量%であった。
 これらから、医療用炭酸アパタイトハニカム構造体が製造されたことが確認された。
<骨補填材としての有用性検証>
 図9に、高分子材料と硫酸カルシウムの混合物に対して硫酸カルシウムの体積比が50%となるように調製した試料から前記実施例14と同様に製造した医療用炭酸アパタイトハニカム構造体をウサギ大腿骨に埋入した4週後のヘマトキシーエオジン染色病理組織像を示す。ハニカム内部に骨が旺盛に形成されており、骨芽細胞、破骨細胞、骨細胞が認められ炭酸アパタイトハニカムが骨リモデリングによって新しい骨に置換されていることがわかる。さらに、赤血球が認められ、ハバース管構造を有した骨に置換されていることもわかる。
 図10は、埋植12週後のヘマトキシーエオジン染色病理組織像である。ハニカム内部には赤血球や脂肪細胞だけでなく、骨髄芽球などの骨髄細胞が高密度に認められ、0.2mmである観察面積内に2000個以上の骨髄細胞が確認された。したがって、1000個/mmの有用性基準を超える、10000個/mmの骨髄細胞を確認した。
 したがって、炭酸アパタイトハニカム構造体は細胞培養用スキャフォールド、特に骨髄細胞あるいは幹細胞の細胞培養用スキャフォールドとしても有用であることが確認された。
(実施例15)
 最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が隔壁、あるいは隔壁間貫通部を介して集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型カルサイト多孔体の製造を、硫酸カルシウム半水和物(和光純薬試薬特級)および造孔材として粒径が100μmの球形フェノール樹脂(リグナイト株式会社製、LPS-C100)を用いて検討した。なお、比較のために、球形フェノール樹脂を含まない試料も製造した。
<混合工程>
 球形フェノール樹脂が0、10、20、30、40質量%となるように硫酸カルシウム半水和物と混合し、蒸留水を用い、混水比が0.23となるように練和しペーストを製造した。
<圧粉工程>
 直径6mm、高さ3mmの試料が製造できる分割型に該ペーストを手圧で導入し、開口部をガラス板で閉鎖し3時間硬化させた。
<脱脂炭酸化工程>
 硬化体を、電気炉を用いて大気下で、毎分0.13℃で300℃まで加熱、300℃で24時間熱処理、毎分0.13℃で700℃まで加熱、700℃で3時間熱処理、毎分5℃で室温まで冷却した。本脱脂条件で質量増大および質量減少を熱質量分析装置で分析したところ、高分子材料の減量が毎分1.0質量%より小さいことが確認された。
 次に、2モル濃度のNaCO水溶液と2モル濃度のNaHCOを混合しpHが9となる水溶液に、硬化体を90℃で24時間浸漬した。浸漬後、90℃の蒸留水で洗浄した。
 粉末XRD分析の結果、組成は全て純粋なカルサイトであった。また、酸溶解残留物は全て0質量であった。
 表5に製造物の諸性質をまとめる。ここで「細孔容積の割合(%)」とは、水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比を%表示したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 球形フェノール樹脂を添加していない試料は「複数の気孔が隔壁、あるいは隔壁間貫通部を介して集積」した多孔体ではないが、基準圧縮強度を超える圧縮強度を示す本発明の医療用カルサイト組成物であることが確認された。
 また、球形フェノール樹脂を10、20、30、40質量%含む硫酸カルシウム半水和物から製造した試料は本発明の「最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が隔壁、あるいは隔壁間貫通部を介して集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型カルサイト多孔体」であることが確認された。
<リン酸成分付与工程>
 球形フェノール樹脂を10、20、30、40質量%含む硫酸カルシウム半水和物から製造された医療用気孔集積型カルサイト多孔体を80℃の1モル濃度NaHPO水溶液に7日間浸漬した。XRD解析およびFT-IR解析によって、該医療用気孔形成型カルサイト多孔体にリン酸成分が付与され炭酸アパタイトに組成変換されていることが確認された。
 一方、球形フェノール樹脂を含まない硫酸カルシウム半水和物から製造された気孔集積型カルサイト多孔体を80℃の1モル濃度NaHPO水溶液に7日間浸漬した場合、XRD解析から未反応カルサイトが認められた。浸漬期間を28日とすると、XRD解析およびFT-IR解析によって、該医療用カルサイト組成物にリン酸成分が付与され炭酸アパタイトに組成変換されていることが確認された。
 このことから、水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%以上を満たす医療用炭酸カルシウム組成物は反応性が高い医療用材料であることがわかった。
<骨補填材としての有用性検証>
 図11に球形フェノール樹脂を0、30、40質量%含む硫酸カルシウム半水和物から製造された直径6mm-高さ3mmの医療用炭酸アパタイト組成物および医療用気孔集積型炭酸アパタイト多孔体をウサギ大腿骨欠損に埋入し、4週後(4W)および12週後(12W)に周囲骨と一塊に摘出しヘマトキシーエオジン染色した病理組織像を示す。図中、炭酸アパタイトはCOAp、材料はMと表記されており、括弧内の数字は原料時に導入した球形フェノール樹脂である。いずれも優れた組織親和性を示しており、炎症反応は認められない。水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%以上であり、を約100μmの気孔が結合した形態の医療用気孔集積型炭酸アパタイト多孔体の場合は(b)(c)に示すように周囲から骨に置換されていることがわかった。今日拡大組織像から破骨細胞、骨芽細胞、赤血球が観察され、骨リモデリングに調和した骨置換であることも確認された。また、埋植後12週となると(f)(g)に示すように医療用気孔集積型炭酸アパタイト多孔体はほぼ完全に骨に置換され正常な骨梁構造に置換されていることがわかった。
 一方、水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%未満である医療用炭酸アパタイト組成物の場合は(a)に示すように埋植4週の時点では骨置換が限定的であることがわかった。このことから、水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%以上を満たす医療用炭酸カルシウム組成物は反応性が高い医療用材料であることがわかった。
 なお、水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%未満である医療用炭酸アパタイト組成物の場合も(e)に示すように埋植12週目の段階で周囲から骨置換が始まることが確認された。
(比較例11)
 最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が隔壁、あるいは隔壁間貫通部を介して集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型カルサイト多孔体から製造された最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が隔壁、あるいは隔壁間貫通部を介して集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型炭酸アパタイト多孔体の有用性を検証するために、球形フェノール樹脂(LPS-C100)の含有量が40質量%となるように水酸アパタイト(太平化学製、HAP-200)と混合し、20MPaで一軸加圧した。得られた圧粉体を、電気炉を用いて大気下で、毎分0.13℃で300℃まで加熱、300℃で24時間熱処理、毎分0.13℃で1000℃まで加熱、1000℃で3時間熱処理、毎分5℃で室温まで冷却した。
 XRD解析の結果、組成は水酸アパタイトであった。したがって該材料は本発明に含まれない材料である。なお、水酸アパタイトは臨床応用されている典型的な骨補填材である。
 本材料を実施例15と同様にウサギ大腿骨に埋植した場合に得られる病理組織像を図11(d)、(h)に示す。図中、水酸アパタイトはHAp、材料はMと表記されており、括弧内の数字は原料時に導入した球形フェノール樹脂である。本材料も炎症反応は惹起しなかった。約100μmの気孔が結合した気孔集積型水酸アパタイト多孔体は医療用気孔集積型炭酸アパタイト多孔体と同様の構造を示すにも関わらず、気孔集積型炭酸アパタイト多孔体の病理組織像(c)と比較して、埋植4週目の段階で材料内部への組織侵入は極めて限定的であり、強拡大像から侵入した組織は骨組織より結合性組織が多いことがわかった。埋植12週目の段階では骨組織を含む組織が材料中央部まで侵入していたが、材料は当初の形態を保っており、骨置換はほとんど起こっていないことがわかった。
 実施例15と本比較例の比較から本発明の医療用炭酸アパタイト組成物が骨補填材として極めて有用であることが明らかになった。
(実施例16)
<球形度が0.9以上であり、かつ中空形状のCaO顆粒の製造>
 水酸化カルシウムに0.5質量%ポリビニルアルコール(クラレポバールPVA-205C)を添加し、懸濁液をスプレードライして水酸化カルシウム中空球を製造した。該中空球状水酸化カルシウムを毎分50℃で1000℃まで加熱し、1000℃で6時間焼成してCaO中空球を製造し、ふるい分けした。中空構造であることはμCTで確認した。また、球形度は0.98、平均直径が1.60×10-4m、平均体積は1.6×10-12であった。
<導入閉鎖工程>
 該CaO中空球を、直径6mm、高さ3mmの分割型反応容器に入れ、開口部である反応容器上下をガラス板で覆い、C型クランプで反応容器を閉鎖した。
<多孔体形成工程>
 次に、反応容器を水に浸漬した。ガラス板と分割型反応容器の隙間から水が反応容器内に導入され、CaO中空球が膨張して最大径長さが約80μmの複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた多孔体が製造された。XRD解析の結果、組成が純粋な水酸化カルシウムとなっていることを確認した。体積は2.8×10-8であり、酸溶解残留物は0質量%であった。
 したがって、医療用水酸化カルシウム多孔体が製造されていることがわかった。
<炭酸化工程>
 次に、反応容器の上のガラス板を外し、実施例1で用いた炭酸化用反応容器に入れ、温度を15℃とした以外は実施例1と同じ方法で7日間炭酸化工程を行った。
 μCT解析および走査型電子顕微鏡像解析(図12)の結果、最大径長さが約80μmの複数の顆粒が結合して、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体が製造されていることがわかった。体積は2.8×10-8であった。XRD解析の結果、粉末XRD解析から組成はバテライト含有量が79質量%、カルサイト含有量が21質量%である純粋な炭酸カルシウムであることが確認された。酸溶解残留物試験で残留物は0質量%であることから純粋な医療用炭酸カルシウム多孔体が製造されていることがわかった。また、温度を15℃としても医療用バテライト組成物が製造できることがわかった。
 気孔率は60%であり、基準圧縮強度は0.1MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は5MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。
<リン酸塩付与工程>
 次に、該医療用炭酸カルシウム多孔体を80℃の1モル濃度リン酸水素二ナトリウムに9時間浸漬した。
 最大径長さが約80μmの複数の顆粒が結合して、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体が製造されていることがわかった。体積は2.8×10-8であった。XRD解析および赤外分光スペクトルから、組成は純粋な炭酸アパタイトであることが確認された。気孔率は56%であり、圧縮強度は4.1MPaであった。これらから、医療用炭酸アパタイト多孔体が製造されたことがわかった。
<動物実験>
 ウサギ脛骨にφ6mmの骨欠損を形成し、製造された医療用炭酸アパタイト多孔体を埋植した。図13に埋植4週目に、試料を周囲組織と一塊に取出し、病理組織学的検索をおこなった結果を示す。優れた組織親和性と骨伝導性だけでなく、医療用炭酸アパタイト多孔体のほぼ全てが骨に置換されていた。
 埋植4週目の段階でほぼ全てが骨に置換される炭酸アパタイト組成物はこれまでに見出されていない。したがって本発明の医療用炭酸アパタイト多孔体は骨補填材として極めて有用な医療用材料であることがわかった。
(実施例17)
<硫酸カルシウム二水和物製造工程>
 硫酸カルシウム半水和物粉末を混水比0.14で練和し、20MPaで過剰な水を除去し、24時間硬化させてブロックを製造した。ブロックは硫酸カルシウム半水和物を含む硫酸カルシウム二水和物であった。
<硫酸カルシウム半水和物製造工程>
 該ブロックを粉砕、ふるい分けして、短径が100~210μmである顆粒を製造した。該顆粒を120℃で熱処理すると、脱水された。XRD解析から組成が純粋な硫酸カルシウム半水和物であることを確認した。また、酸溶解残留物は0質量%であり、代表的な顆粒の体積は1.8×10-12であった。このことから医療用硫酸カルシウム組成物が製造できたことを確認した。
<導入工程>
 該硫酸カルシウム半水和物顆粒を、直径6mm、高さ9mmの分割型反応容器に入れ、開口部である反応容器上下をガラス板で覆い、C型クランプで反応容器を固定した。なお、反応容器の体積に対する硫酸カルシウム半水和物顆粒の嵩体積は120%とした。
<多孔体形成工程>
 次に、反応容器を水に浸漬した。ガラス板と分割型反応容器の隙間から水が反応容器内に導入され、硫酸カルシウム半水和物顆粒が水和硬化して顆粒結合多孔体が製造された。XRD解析の結果、硫酸カルシウム二水和物が形成されていることを確認した。製造された硫酸カルシウム二水和物多孔体の圧縮強度は1.2MPaであった。
<熱処理工程>
 製造された硫酸カルシウム二水和物顆粒結合多孔体の機械的強度を向上させる目的で、該多孔体を毎分1℃で900℃まで加熱し、900℃で6時間熱処理した。XRD解析の結果、硫酸カルシウム無水物が形成されていることを確認した。
<炭酸化工程>
 次に、該硫酸カルシウム無水物多孔体を80℃の1モル濃度の炭酸ナトリウム水溶液に4日間浸漬した。体積は2.8×10-8であった。図14に走査型電子顕微鏡像を示す。走査型電子顕微鏡像およびμCT解析から最大径長さが110~230μmの顆粒結合多孔体であることを確認した。また、XRD解析から組成はカルサイトであることを確認した。気孔率は58%であり、基準圧縮強度は9.7MPaであるが、圧縮強度は7.9MPa、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積は0.65cm/gであった。酸溶解残留物試験で残留物は0質量%であることから、純粋な医療用炭酸カルシウム多孔体が製造されていることがわかった。
<リン酸塩付与工程>
 次に、該医療用炭酸カルシウム多孔体を60℃の0.1モル濃度リン酸水素二ナトリウムに14日間浸漬した。
 走査型電子顕微鏡像およびマイクロCT解析から最大径長さが約110~230μmの複数の顆粒が結合して、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体が製造されていることがわかった。体積は2.8×10-8であった。XRD解析パターンおよび赤外分光スペクトルから、組成は純粋な炭酸アパタイトであることが確認された。気孔率は65%であり、圧縮強度は4.9MPa、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積は0.42cm/gであった。これらから、医療用炭酸アパタイト多孔体が製造されたことがわかった。
(実施例18)
<顆粒結合多孔体形成工程:高分子材料含有原料カルシウム組成物顆粒結合多孔体の製造>
 水酸化カルシウム粉末とアクリル樹脂(三菱ケミカル株式会社製ダイヤナールBR-105)を45:55で混錬し、170℃で2時間混錬した。粉砕、ふるい分けして短径が100μm以上150μm以下の高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を製造した。
<導入工程>
 次に、直径6mm、高さ3mmの反応容器に、反応容器体積の150%である嵩体積の高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を導入し、反応容器の開口部を閉鎖した。
<顆粒結合工程>
 次に、該反応容器を150℃で3時間に加熱することにより、高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を軟化させた。反応容器体積の150%の該混合物顆粒を反応容器に充填しているため、該混合物顆粒同士には圧縮応力が付加されている。この状態で顆粒が熱的に軟化するため、複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体が製造された。
<脱脂炭酸化工程>
 次に、該多孔体を、内径10mmのガラス管に入れ、酸素を毎分100mL、二酸化炭素を毎分400mL流した雰囲気下で、毎分0.5℃で650℃まで昇温した後、650℃で24時間熱処理し、その後、毎分5℃で室温まで冷却した。
 製造された多孔体はXRD解析から純粋なカルサイトであることを確認した。酸溶解性残留物は0質量%であり、気孔率は48%、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積は0.12cm/gであった。基準圧縮強度は19MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は29MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。これらから医療用カルサイト多孔体が製造されたことが確認された。
<リン酸化工程>
 次に、該医療用カルサイト多孔体を80℃の2モル濃度リン酸水素二ナトリウムに28日間浸漬した。
 XRD解析および赤外分光スペクトルから、組成は純粋な炭酸アパタイトであることが確認された。酸溶解性残留物は0質量%であった。気孔率は48%であり、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積は0.08cm/gであった。基準圧縮強度は19MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は24MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。これらから医療用炭酸アパタイト多孔体が製造されたことが確認された。
(実施例19)
 実施例18と同一の高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を用い、実施例18と同じ導入工程を行った。
<顆粒結合工程>
 その後、反応容器ごと高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を可塑剤であるメチルエチルケトンに浸漬した。5秒後にメチルエチルケトンから反応容器を取出し、反応容器内の過剰のメチルエチルケトンをろ紙にしみ込ませることによって除去した。この工程によって、顆粒の表面が溶解し、複数の顆粒表面同士が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体が製造された。
<脱脂炭酸化工程>
 次に、実施例18と同一の脱脂炭酸化工程を行った。
 製造された多孔体はXRD解析から純粋なカルサイトであることを確認した。酸溶解性残留物は0質量%であり、気孔率は47%、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積は0.12cm/gであった。基準圧縮強度は21MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は33MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。これらから医療用カルサイト多孔体が製造されたことが確認された。
(実施例20)
 実施例19で用いたメチルエチルケトンの代わりに可塑剤であるジブチルテレフタレートの3体積%ノルマルヘキサン溶液を用いた以外は実施例19と同じ操作で製造を行った。
 製造された多孔体はXRD解析から純粋なカルサイトであることを確認した。酸溶解性残留物は0質量%であり、気孔率は51%、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積は0.14cm/gであった。基準圧縮強度は16MPaと計算されたが、該組成物の圧縮強度は22MPaであり、基準圧縮強度以上であることが確認された。これらから医療用カルサイト多孔体が製造されたことが確認された。
(実施例21)
 実施例2で製造された炭酸アパタイト顆粒50mgを、0℃で科研製薬株式会社製繊維芽細胞成長因子(FGF-2)を1.5μg溶解した水0.15mLに120分浸漬し、炭酸アパタイト顆粒への吸着量をBCA法で定量すると、吸着量は0.87μgであった。FGF-2を吸着した炭酸アパタイト顆粒を-80℃で凍結乾燥した後で、37℃の生理食塩水に浸漬するとFGF-2は経時的に脱着したが、12時間後の脱着量は吸着量の1.8%であった。これらの結果から、本発明の炭酸アパタイトは薬物徐放担体として有用であることが確認された。
(比較例12)
 太平化学株式会社製水酸アパタイト(HAP-200)を50MPaで圧粉し、1200℃で12時間焼成した。粉砕して、目開き2mmのふるいを通過して、目開き1.18mmを通過しない水酸アパタイト焼結体顆粒を製造した。水酸アパタイト焼結体顆粒は本発明に含まれない材料である。
 その後、実施例21と同じ工程を行った。水酸アパタイト顆粒への吸着量は0.63μgであった。FGF-2を吸着した炭酸アパタイト顆粒を-80℃で凍結乾燥した後で、37℃の生理食塩水に浸漬するとFGF-2は経時的に脱着したが、12時間後の脱着量は吸着量の3.2%であった。
 実施例21と本比較例を比較すると、実施例21の炭酸アパタイト顆粒の方が、薬物担持量が多いこと、脱着量が少ないことがわかる。すなわち、実施例21の薬物徐放担体と比較して、薬物担持量が多いことがわかる。また、生理食塩水に浸漬した際の脱着量が少ないことから、長期間の薬物徐放担持力を有することがわかった。
(実施例22)
 炭酸カルシウム粉末として、Mg含有量が1.8×10-5質量%、Sr含有量が8×10-3質量%、平均粒径が5μm、球形度が0.98の堺化学工業製かるまる、実施例7で用いた白石研究所製高純度炭酸カルシウム粉末にMg含有量が1.8×10-5質量%、又はSr含有量が8×10-3質量%となるようにマグネシウム、又はストロンチウムを固溶させた粉末、特開2016-30708で開示されている炭酸カルシウムの製造部分に準じて、宇部マテリアル水酸化カルシウムから製造したMg含有量が2×10-5質量%以下、Sr含有量が1×10-4質量%以下、平均粒径が5μm、球形度が0.98の炭酸カルシウム粉末を用い、最終温度度を600℃とした以外は実施例7と同じ製造方法でカルサイトハニカム構造体を製造した。試料名は、それぞれ、かるまる、Sr固溶、Mg固溶、球形とする。
 <(E5)脱脂炭酸カルシウム焼結工程>を行った後の、XRD解析から全ての試料の組成がカルサイトであることを確認した。
 かるまるから製造したカルサイト組成物のMg含有量は1.8×10-5質量%、Sr含有量が8×10-3質量%であり、原料からの変動は認められなかった。また、粒界を界面とした平均粒径は4.8μmであり、球形度は0.98であった。Mg固溶から製造したカルサイト組成物のMg含有量は1.8×10-5質量%であり、原料からの変動は認められなかった。Sr固溶から製造したカルサイト組成物のSr含有量は8×10-3質量%であり、原料からの変動は認められなかった。球形から製造したカルサイト組成物の粒界を界面とした球形度は0.98で原料からの変動は認められなかった。
 表6に、製造されたカルサイトハニカム構造体の気孔率、該気孔率に対する基準圧縮強度、圧縮強度、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積をまとめた。なお、酸溶解残留物は全て0質量%であり、顕著な粒成長は認められなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 比較例4では、10μm以下の細孔容積が0.02cm/gと極めて小さかったが、かるまる、Sr固溶、Mg固溶、球形ではいずれも該細孔容積が大きく、かつ、圧縮強度が大きいことがわかった。すなわち、(R1)~(R4)を満たす炭酸カルシウム粉末を用いると、最終温度を600℃としても10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きく、(E)、(I)だけでなく、それぞれ(AJ1)~(AJ4)の条件も満たす医療用炭酸カルシウムハニカム構造体が製造できることがわかった。
<リン酸成分付与工程>
 次に、該医療用カルサイトハニカム構造体をpHが8.9である80℃の1モル濃度NaHPO水溶液に7日間浸漬した。この工程は、(AI1)~(AI4)のいずれかを満たす製造工程である。最終温度として600℃で製造したにも関わらず、(AI1)~(AI4)のいずれかを満たす条件で製造した医療用炭酸カルシウムハニカム構造体の場合は7日間浸漬で、(W4)~(W8)のいずれかの条件を満たす純粋な炭酸アパタイトに組成変換されていることがXRD解析およびFT-IR解析によって確認された。
また、かるまるから製造した炭酸アパタイト組成物のMg含有量は1.6×10-5質量%、Sr含有量が7×10-3質量%であり、原料からやや減少していた。また、粒界を界面とした平均粒径は4.8μmであり、球形度は0.98であった。Mg固溶から製造したカルサイト組成物のMg含有量は1.5×10-5質量%であり、原料からやや減少していた。Sr固溶から製造したカルサイト組成物のSr含有量は7×10-3質量%であり、原料からやや減少していた。球形から製造したカルサイト組成物の粒界を界面とした球形度は0.98で原料からの変動は認められなかった。炭酸基含有量はいずれも10.8質量%であった。なお、酸溶解残留物は全て0質量%であった。また、該医療用炭酸アパタイトハニカム構造体は基準圧縮強度を超える圧縮強度を示すことも明らかになった。
 製造された医療用炭酸アパタイトハニカム構造体の骨補填材としての有用性をウサギ検証するため、ウサギ大腿骨遠位骨端に埋植した。図16は埋植4週目のヘマトキシリン-エオジン染色した病理組織像である。中央部まで骨が伝導しており、高い骨伝導性が確認できる。全ての貫通孔内部に骨形成が認められ、気孔面積に対する骨形成面積は55%であり、実施例9、14で製造した医療用炭酸アパタイトハニカム構造体と比較しても骨形成面積が大きかった。
(実施例23)
<原料カルシウム製造工程>
炭酸カルシウム粉末として堺化学工業製かるまるを用い、リン酸銀含有量が0~20質量%となるようにかるまるとリン酸銀を混合、300MPaで圧粉し、直径8mm高さ4mmの円柱状圧粉体を製造した。該圧粉体を毎分5℃で350℃に昇温、12時間保持し、焼結した。熱処理後の材料を、10倍量の炭酸カルシウム飽和水を入れたガラス容器に浸漬し、28kHz出力75Wの条件で1分間超音波を行い、照射後の該組成物の乾燥重量を超音波照射前の乾燥重量と比較したところ、いずれも100%であった。粉末XRD解析の結果、炭酸カルシウムの多形はバテライトであることが確認された。リン酸銀含有量が1質量%未満の試料については、酸溶解残留物が1質量%未満であった。体積が2×10-7のバテライトブロックが製造できた。間接引張強度は、リン酸銀の含有量に関わらず3MPaであり、換算圧縮強度は15MPaであった。
<リン酸塩水溶液暴露工程>
 該バテライトブロックを1モル濃度のNaHPO水溶液に80℃で7日間浸漬した。XRD解析およびFT-IR解析の結果、炭酸基含有量が10.8質量%の炭酸アパタイトに組成変換されていることがわかった。間接引張強さはリン酸銀の含有量に関わらず5MPaであり、換算圧縮強度は25MPaであった。また、炭酸カルシウムにリン酸が付与されて炭酸アパタイト組成物が製造されたためか、炭酸アパタイト組成物に含有されているリン酸銀濃度は当初の含有量の90%の値であった。原料バテライト組成物に含まれているリン酸銀含有量が1質量%未満の試料については、酸溶解残留物が1質量%未満であった。炭酸アパタイト組成物の体積は2×10-7であった。
<抗菌性試験と細胞毒性試験>
 製造されたリン酸銀含有炭酸アパタイト組成物の抗菌性をフィルム密着法で評価すると、リン酸銀含有量が0質量%、0.009質量%、0.09質量%のリン酸銀含有炭酸アパタイト組成物の表皮ブドウ球菌数はそれぞれ2×10CFU/mL、4×10CFU/mL、6×10CFU/mLであり、0.9質量%以上のリン酸銀を含むリン酸銀含有炭酸アパタイト組成物の表皮ブドウ球菌数は1×10CFU/mL以下であった。したがって、リン酸銀を含むリン酸銀含有炭酸アパタイト組成物は全ての試料で抗菌効果を示すことが確認された。
 また、製造されたリン酸銀含有炭酸アパタイト組成物の組織親和性を細胞毒性試験で評価すると、リン酸銀含有量が0質量%では4000/cm、0.09質量%では4000/cm、0.9質量%では3600/cm、3.0質量%では3000/cm、4.5質量%では200/cmであった。
 したがって、0.01質量%以上3質量%以下のリン酸銀を含むリン酸銀含有炭酸アパタイト組成物は、抗菌効果と組織親和性の両者を備える医療用炭酸アパタイト組成物であることが確認された。
(実施例24)
 ワックス系高分子材料に対して硫酸カルシウムの体積比が50%である原料カルシウム組成物から製造した実施例14の医療用炭酸アパタイトハニカム構造体を、25℃の0.1~5mmol/Lの硝酸銀水溶液に1時間浸漬した。図17に該構造体を1mmol/Lの硝酸銀水溶液に浸漬する前(a、b)と後(c、d)のSEM像を示す。該構造体を硝酸銀水溶液に浸漬すると、ハニカム構造は維持され、結晶が該構造体表面に結合して析出していることがわかった(図17d矢印)。X線光電子分光分析の結果、該結晶はリン酸銀であることがわかった。形成されたリン酸銀量は、0.1mmol/Lの硝酸銀水溶液の場合で、0.04質量%、0.5mmol/Lの硝酸銀水溶液の場合で、0.2質量%、1mmol/Lの硝酸銀水溶液の場合で、0.4質量%、5mmol/Lの硝酸銀水溶液の場合で、2質量%であった。
 また、0.1mmol/Lの硝酸銀水溶液に浸漬した医療用炭酸アパタイトハニカム構造体を1時間後に取出し、0.5mmol/Lの硝酸銀水溶液に10分間浸漬した。ハニカム構造体を気孔に垂直な方向で切断し、表層部から75μmの部位における銀濃度に対する、ハニカム構造体の表面で測定した銀濃度は3.2倍であった。
 該炭酸アパタイトハニカム構造体の、気孔率は50%、気孔方向に対する圧縮強度は12MPa、10μm以下の細孔体積は0.34cm/gであった。
 該炭酸アパタイトハニカム構造体を、Fritsch社製カッティングミルで粉砕、開口径が1mmと5mmのふるいを用いて、短径が1mm以上5mm未満の炭酸アパタイトハニカム構造体顆粒を製造した。ハニカム構造体は異方性が強いため、カッティングミルで粉砕した段階では鋭角部分が多かった。すなわち、当粉砕物の投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在した。そこで、目開き0.25mmのふるいに該顆粒をいれ、アズワン社製ふるい振とう機で振とうさせた。3時間振とう後の顆粒からは鋭角部分が除去され、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しなくなることを確認した。
(実施例25)
 欠損再建治療用キットの固体部は、αTCP粉末(太平化学産業製α-TCP-B)と平均粒径が5μmのバテライト粉末(堺化学工業製かるまる)とを1:1のモル比(バテライト含有量は24質量%)で混合して製造した。溶液部は、1モル濃度のリン酸水素二ナトリウムと1モル濃度リン酸二水素ナトリウム水溶液をpHが7.0となるように混合して製造した。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストの硬化時間は、10分であった。また、24時間後の間接引張強度は4MPaであり、65質量%のバテライトと18%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は3.6であった。なお、練和直後のペーストを水中に浸漬するとゆっくり崩れることがわかった。
(実施例26)
 実施例25の溶液部に、カルボキシメチルセルロースナトリウム(富士フイルム和光純薬社製)が0.1質量%となるように添加した以外は実施例A1と同じ欠損再建治療用キットを製造した。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストは粘性のためか、実施例A1のペーストより操作性がよかった。ペーストの硬化時間は、10分であった。また、24時間後の間接引張強度は4MPaであり、64質量%のバテライトと17%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は3.8であった。なお、練和直後のペーストを水中に浸漬すると崩れるが、実施例25と比較すると形態を維持できることがわかった。
 実施例25と本実施例の比較から、溶液部の粘度を向上させるとペーストの操作性やペースト段階での水に対する形態保持性が向上していること、硬化時間や硬化体の機械的強度、組成等には大きな影響を及ぼさないことがわかった。
(実施例27)
 実施例26の溶液部に、クエン酸(富士フイルム和光純薬社製)が0.2モル%となるように添加した以外は実施例26と同じ欠損再建治療用キットを製造した。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストは粘性のためか、実施例25のペーストより操作性がよかった。ペーストの硬化時間は、5分であった。なお、練和直後のペーストを水中に浸漬しても崩れず、形態を維持できることがわかった。
 また、24時間後の間接引張強度は6MPaであり、71質量%のバテライトと33%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は2.2であった。
 実施例25、26と本実施例の比較から、カルボキシ基を複数有するクエン酸を添加すると硬化時間が短くなり、硬化体の機械的強度が大きくなること、ペースト段階での水に対する形態保持性が向上していることがわかった。
(実施例28)
 実施例6で製造した350℃焼成のバテライトブロック焼結体を粉砕、開口径が150μmと200μmのふるいを用いて、短径が150μm以上200μm未満のバテライト顆粒を製造した。実施例27の固体部に、該バテライト顆粒を10質量%となるように添加した以外は実施例27と同じ欠損再建治療用キットを製造した。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストはバテライト顆粒のためか、実施例27のペーストよりやや操作性に劣っていたが、臨床的には問題ない範囲であった。ペーストの硬化時間は、5分であった。また、24時間後の間接引張強度は7MPaであり、60質量%のバテライトと33%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は1.8であった。
 実施例27と本実施例の比較から、体積が10-12以上であるバテライトを固体部に含むと、硬化体の機械的強度が高くなることがわかった。
(比較例13)
 実施例25で用いたバテライト粉末(かるまる)を400℃で48時間熱処理し、形状が同じであるカルサイト粉末を製造した。平均粒径は5μmであった。固体部の炭酸カルシウムとして、バテライトではなくカルサイトを用いた以外は、実施例25と同じ条件で骨欠損再建治療用キットを製造し、同じ条件で練和、硬化させた。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストの操作性は実施例25と同じであった。ペーストの硬化時間は、10分であった。また、24時間後の間接引張強度は3MPaであり、32質量%のカルサイトと25%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は1.3であった。
実施例25と本比較例の比較から、炭酸カルシウムとしてバテライトとカルサイトを用いる場合に硬化時間の顕著な差は認められないものの、αTCPの消費量に対する消費量比は溶解度が大きいバテライトの方が、大きく、その結果、多量の炭酸アパタイト又は炭酸基含有量の大きい炭酸アパタイト硬化体となることがわかった。また、バテライトを用いる該キットの方が炭酸アパタイトの形成量が多いためか、間接引張強度が大きいこともわかった。
(比較例14)
 比較例13で製造したカルサイト粉末を用いた以外は、実施例27と同じ条件で骨欠損再建治療用キットを製造し、同じ条件で練和、硬化させた。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストは粘性のためか、実施例27と同等であり、比較例13のペーストより操作性がよかった。ペーストの硬化時間は、5分であった。また、24時間後の間接引張強度は3MPaであり、28質量%のカルサイトと33%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は0.8であった。
実施例27と本比較例の比較から、液体部にカルボキシメチルセルロースナトリウムとカルボキシ基を複数有するクエン酸を添加した場合でも、炭酸カルシウムとしてバテライトを用いる場合とカルサイトを用いる場合との間に硬化時間の顕著な差は認められないものの、αTCPの消費量に対する消費量比は溶解度が大きいバテライトの方が、大きく、その結果、多量の炭酸アパタイト又は炭酸基含有量の大きい炭酸アパタイト硬化体となることがわかった。また、炭酸アパタイトの形成量が多いためか、間接引張強度が大きいこともわかった。
(実施例29)
 バテライト粉末として、実施例6で製造した平均粒径1μmのバテライト粉末を用いた以外は実施例25と同じ欠損再建治療用キットを製造した。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストの硬化時間は、5分であった。また、24時間後の間接引張強度は4MPaであり、57質量%のバテライトと15%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は3.8であった。
 実施例25と本実施例の比較から、平均粒径が小さいバテライト粉末を用いると、硬化時間が短くなることがわかった。
(比較例15)
 実施例29で用いたバテライト粉末を400℃で48時間熱処理し、形状が同じであるカルサイト粉末を製造した。平均粒径は1μmであった。
 カルサイト粉末を用いた以外は実施例29と同じ欠損再建治療用キットを製造した。
 欠損再建治療用キットの固体部と液体部とを質量比1:0.4で練和して得られるペーストの硬化時間は、5分であった。また、24時間後の間接引張強度は3MPaであり、17質量%のバテライトと30%のαTCPが消費されて、炭酸アパタイトが形成されていることがわかった。αTCPの消費量に対するバテライトの消費量の比は0.6であった。
 実施例29と本実施例の比較から、炭酸カルシウムとしてバテライトとカルサイトを用いる場合に硬化時間の顕著な差は認められないものの、αTCPの消費量に対する消費量比は溶解度が大きいバテライトの方が、大きく、その結果、多量の炭酸アパタイト又は炭酸基含有量の大きい炭酸アパタイト硬化体となることがわかった。また、バテライトを用いる該キットの方が炭酸アパタイトの形成量が多いためか、間接引張強度が大きいこともわかった。

Claims (36)

  1.  下記(A)~(C)の全ての条件と、(D)~(K)の群から選ばれる少なくとも一つの条件とを満足することを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物。
     (A)体積が10-12以上である。
     (B)酸溶解残留物が1質量%以下である。
     (C)主としてバテライトあるいはカルサイトからなる、医療用組成物として、実質的に純粋な炭酸カルシウムである。
     (D)20質量%以上のバテライトを含む。
     (E)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法による細孔分布測定において、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/gより大きい。
     (F)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。
     (G)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体であって、水銀圧入法測定による該気孔集積型多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。
     (H)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積の比が10%以上である。
     (I)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である(ただし、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/g以下であるものを除く。)。
        S=S×C×exp(-b×P)
     (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは炭酸カルシウムの多形による定数で、20質量%以上のバテライトを含む場合は0.01、20質量%以上のバテライトを含まない場合は1、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
     (J)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
     (K)複数の組成物粒子が繊維で接続されている。
  2.  前記(D)の条件を満足する医療用炭酸カルシウムであって、焼結体であることを特徴とする請求項1に記載の医療用炭酸カルシウム組成物。
  3.  下記、(AJ1)~(AJ4)のいずれかの条件を満足する炭酸カルシウム粉末が結合して、炭酸カルシウム組成物を形成していることを特徴とする請求項1又は2に記載の医療用炭酸カルシウム組成物。
    (AJ1)平均粒径が2μm以上8μm以下である。
    (AJ2)球形度が0.9以上である。
     (AJ3)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下である。
    (AJ4)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下である。
  4.  前記(E)の条件を満足する請求項1又は3に記載の医療用炭酸カルシウム組成物であって、
     いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である湾曲ハニカム構造体であることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物。
  5.  前記(D)の条件を満足する請求項1又は3に記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     体積が10-12以上である原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程において、下記(D1)~(D8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足し、(D9)~(D12)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (D1)カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にバテライト形成を促進する工程を含む。
     (D2)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D3)有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D4)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコールおよび炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D5)メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコールおよび炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコールおよび炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D6)バテライトからカルサイトへの転移を抑制する工程を含む。
     (D7)原料カルシウム組成物から水を除去する工程を含む。
     (D8)原料カルシウム組成物周囲に、有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを流動させる工程を含む。
     (D9)原料カルシウム組成物を気相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露させて部分炭酸化を行い、その後で該原料カルシウム組成物を液相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
     (D10)型にいれた原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
     (D11)造孔材を含む原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
     (D12)繊維で接続された原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
  6.  前記(D)の条件を満足する請求項1又は2記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、20質量%以上のバテライトを含む炭酸カルシウム粉末を圧粉し、かつ、焼成することを特徴とする医療用バテライト焼結体の製造方法。
  7.  前記(E)の条件を満足する請求項1、3又は4に記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     下記(E1)と、(E5)~(E9)の群から選ばれる一つとを必須工程とし、(E2)~(E4)、(E10)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (E1)押出工程
     高分子材料含有原料カルシウム組成物を、ハニカム構造形成用型を通して押出し、体積が3×10-11以上であり、かつ、一方向に延びる複数の貫通孔を備えた原料ハニカム構造体を製造する工程
     (E2)押出工程後の成形工程
     高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
     (E3)外周側壁除去工程
     押出工程あるいは押出工程後の成形工程の後、かつ、脱脂炭酸化工程の前に、外周側壁を除去する工程
     (E4)外周側壁除去工程後の成形工程
     外周側壁除去工程後に、高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
     (E5)脱脂炭酸カルシウム焼結工程
     高分子材料含有炭酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、炭酸カルシウムを焼結する脱脂焼結工程
     (E6)脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように酸素濃度が30%未満で加熱脱脂し、同時に、炭酸化する工程
     (E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体あるいは高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシウム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする工程
     (E8)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由炭酸化工程
     (E9)硫酸カルシウム脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有硫酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、その後、製造された硫酸カルシウム多孔体に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを付与して炭酸カルシウムとする脱脂炭酸化工程
    (E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程
  8.  下記(E11)~(E14)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足することを特徴とする請求項7記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (E11) 前記「(E1)押出工程」で、ハニカム構造体の外周側壁の厚さが隔壁の厚さより厚く、かつ、貫通孔に垂直な面の断面積が1cm以上であるように押出す。
     (E12) 前記「(E1)押出工程」、「(E2)押出工程後の成形工程」、「(E4)外周側壁除去工程後の成形工程」および「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」の少なくとも一つの工程において、熱的に軟化した高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体に圧力を負荷して、貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下になるように湾曲成形する。
     (E13) 前記「(E3)外周側壁除去工程」は研削で行い、前記「(E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程」は研磨で行う。
     (E14) 前記「(E1)押出工程」の原料カルシウム組成物が硫酸カルシウム無水物である。
  9.  原料として酸化カルシウム顆粒を用いて、前記(F)の条件を満足する請求項1記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     下記(F1)および(F2)の工程を含み、かつ、(F3)および(F4)の少なくとも一つの工程を含むことを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (F1)導入閉鎖工程
     酸化カルシウム顆粒を反応容器に入れ、反応容器から排出されないように、反応容器の開口部を閉鎖する工程
     (F2)多孔体形成工程
     反応容器内部の、酸化カルシウム顆粒に、水あるいは酢酸を付与して水酸化カルシウムあるいは酢酸カルシウムとするとともに、該顆粒を膨張させて多孔体を製造する工程
     (F3)炭酸化工程
     多孔体形成工程と同時又は後に、水酸化カルシウム多孔体に二酸化炭素を付与して炭酸カルシウム多孔体を製造する炭酸化工程、あるいは、多孔体形成工程の後に、酢酸カルシウムを熱処理して炭酸カルシウム多孔体を製造する炭酸化工程
     (F4)酸化カルシウム炭酸化工程
     水酸化カルシウム多孔体、炭酸カルシウム多孔体、および酢酸カルシウム多孔体の群から選ばれる少なくとも一つの多孔体を熱処理して酸化カルシウム多孔体を製造し、該酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体を製造する酸化カルシウム多孔体からの炭酸化工程
  10.  原料として硫酸カルシウム顆粒を用いて、前記(F)の条件を満足する請求項1記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     下記(F5)および(F6)の工程を含む、あるいは、下記(F5)、(F7)および(F9)の工程を含み、(F8)の工程を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
    (F5)導入工程
     硫酸カルシウム顆粒を反応容器に入れる工程
     (F6)多孔体形成炭酸化工程
     反応容器内部の、硫酸カルシウム顆粒と炭酸イオンを反応させて、組成を炭酸カルシウムに変換するとともに顆粒同士を硬化させて多孔体化する工程
     (F7)多孔体形成工程
     硫酸カルシウム半水和物顆粒あるいは硫酸カルシウム無水和物顆粒に、水を付与して硫酸カルシウム二水和物多孔体を製造する工程
     (F8)熱処理工程
     硫酸カルシウム二水和物多孔体を、熱処理して硫酸カルシウム無水和物多孔体を製造する工程
     (F9)炭酸化工程
     硫酸カルシウム二水和物多孔体あるいは硫酸カルシウム無水和物多孔体を、炭酸イオンを含む水に暴露して、組成を炭酸カルシウムに変換する工程
  11.  前記(F)の条件を満足する請求項1記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     下記(F10)および(F11)と、(F12)~(F16)の群から選ばれる一つを必須工程とし、(F17)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (F10)導入工程
     体積が10-12以上の高分子材料含有原料カルシウム組成物顆粒を、反応容器に入れる工程
     (F11)多孔体形成工程
     反応容器内部の該顆粒を、加熱融着させる工程、該顆粒の表面を溶解することにより該顆粒の表面同士を結合させる工程、および可塑剤により該顆粒の表面同士を融合させる工程、のいずれかで、体積が3×10-11以上であり、かつ、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体を製造する工程
     (F12)脱脂炭酸カルシウム焼結工程
     高分子材料含有炭酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、炭酸カルシウムを焼結する脱脂焼結工程
     (F13)脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように酸素濃度が30%未満で加熱脱脂し、同時に、炭酸化する工程
     (F14)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体あるいは高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシウム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする工程
     (F15)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由炭酸化工程
     (F16)硫酸カルシウム脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有硫酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、その後、製造された硫酸カルシウム多孔体に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを付与して炭酸カルシウムとする脱脂炭酸化工程
     (F17)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程
  12.  前記(G)の条件を満足する請求項1記載の医療用炭酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     下記(G1)と、(D1)~(D10)および(E5)~(E9)の群から選ばれる少なくとも一つとを必須工程とし、下記(G2)および(G3)および(E10)を選択工程とすることを特徴とする医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (G1)混合工程
     原料カルシウム組成物粉末あるいは原料カルシウム組成物ペーストと造孔材を混合する工程
     (G2)圧粉工程
     原料カルシウム組成物粉末あるいは原料カルシウム組成物ペーストと造孔材の混合物を圧粉する工程
     (G3)造孔材除去工程
     造孔材を溶媒に溶解させて除去する造孔材除去工程
     (D1)カルサイト形成あるいはカルサイト結晶の成長を抑制し、相対的にバテライト形成を促進する工程を含む。
     (D2)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D3)有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、有機溶媒、水溶性有機物、アンモニア、およびアンモニウム塩の群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D4)原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D5)メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つを含む原料カルシウム組成物を、二酸化炭素あるいは炭酸イオンと、メタノール、エタノール、および炭酸アンモニウムの群から選ばれる少なくとも一つとに暴露する工程を含む。
     (D6)バテライトからカルサイトへの転移を抑制する工程を含む。
     (D7)原料カルシウム組成物から水を除去する工程を含む。
     (D8)原料カルシウム組成物周囲に、有機溶媒を含む二酸化炭素あるいは炭酸イオンを流動させる工程を含む。
     (D9)原料カルシウム組成物を気相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露させて部分炭酸化を行い、その後で該原料カルシウム組成物を液相で二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
     (D10)型にいれた原料カルシウム組成物を二酸化炭素あるいは炭酸イオンに暴露する工程を含む。
     (E5)脱脂炭酸カルシウム焼結工程
     高分子材料含有炭酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、炭酸カルシウムを焼結する脱脂焼結工程
     (E6)脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように酸素濃度が30%未満で加熱脱脂し、同時に、炭酸化する工程
     (E7)酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体あるいは高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシウム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする工程
     (E8)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を二酸化炭素に暴露して炭酸カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由炭酸化工程
     (E9)硫酸カルシウム脱脂炭酸化工程
     高分子材料含有硫酸カルシウムを、酸溶解残留物が1質量%以下となるように加熱脱脂し、その後、製造された硫酸カルシウム多孔体に二酸化炭素あるいは炭酸イオンを付与して炭酸カルシウムとする脱脂炭酸化工程
    (E10)脱脂炭酸化工程の後で行う形状仕上げ工程
  13.  前記加熱脱脂が200℃以上で行われ、該加熱脱脂における高分子材料含有カルシウム組成物の高分子材料の質量減少が毎分1質量%より小さいことを特徴とする請求項7、8、11、12のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
  14.  下記(L)~(Q)の群から選ばれる少なくとも一つの工程を含むことを特徴とする請求項5~13のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (L)30KPa以上の酸素分圧で脱脂を行う工程
     (M)30KPa以上の二酸化炭素分圧で脱脂あるいは炭酸化を行う工程
     (N)酸素あるいは二酸化炭素を含む150KPa以上の気体で脱脂あるいは炭酸化を行う工程
     (O)反応容器中の空気の一部あるいは全部を二酸化炭素に置換してから、二酸化炭素を反応容器に導入することによって、反応容器中の二酸化炭素濃度を増加させる工程
     (P)閉鎖系の反応容器中の圧力が一定の値となるように二酸化炭素を供給する炭酸化工程
     (Q)反応容器中の二酸化炭素を撹拌あるいは循環させる炭酸化工程
  15.  原料カルシウム組成物の組成が、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、および炭酸カルシウムの群から選ばれる一つであることを特徴とする請求項5~9、11~14のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
  16.  下記(R1)~(R4)の少なくとも一つの条件を満たすことを特徴とする請求項5~15のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物の製造方法。
     (R1)平均粒径が2μm以上8μm以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
     (R2)球形度が0.9以上の炭酸カルシウム粉末を用いる。
     (R3)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
     (R4)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
  17.  下記(T1)~(T5)の全ての条件を満足することを特徴とする医療用硫酸カルシウム硬化性組成物。
     (T1)酸溶解残留物が1質量%以下である。
     (T2)体積が5×10-13以上である。
     (T3)医療用組成物として、実質的に純粋な硫酸カルシウムである。
     (T4)硫酸カルシウム半水和物含有量が50質量%以上である。
     (T5)組成物同士を接触させて水に浸漬すると、硬化して圧縮強度が0.3MPa以上である多孔体を形成する。
  18.  請求項17に記載の医療用硫酸カルシウム硬化性組成物を製造する方法であって、下記(U2)および(U3)を必須工程として含み(U1)および(U4)を選択工程として含むことを特徴とする医療用硫酸カルシウム半水和物顆粒の製造方法。
     (U1)高分子材料脱脂工程
     高分子材料含有硫酸カルシウム顆粒あるいはブロックを熱処理で脱脂して酸溶解残留物を1質量%以下とする工程
     (U2)硫酸カルシウム二水和物製造工程
     高分子材料脱脂工程で形成された硫酸カルシウム無水物あるいは半水和物の顆粒あるいはブロックに水を付与して、あるいは、硫酸カルシウム半水和物粉末に水を付与して、硬化させて、硫酸カルシウム二水和物顆粒あるいはブロックを製造する工程
     (U3)硫酸カルシウム半水和物製造工程
     硫酸カルシウム二水物顆粒あるいはブロックを気相中で脱水して、硫酸カルシウム半水和物顆粒あるいはブロックを製造する工程
     (U4)顆粒サイズ調整工程
     体積が5×10-13以上の顆粒となるようにサイズを調整する工程
  19.  下記(V1)~(V3)の全ての条件と、(V4)~(V10)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足し、(V11)又は(V12)を選択条件とすることを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物
     (V1)体積が10-12以上である。
     (V2)酸溶解残留物が1質量%以下である。
     (V3)医療用組成物として、実質的に純粋なリン酸カルシウムであり、組成が炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つである。
     (V4)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体(ただし、組成がリン酸三カルシウムであり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.01cm/g以上である、いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である、ハニカム構造体において貫通孔方向の隔壁表面の算術平均粗さ(Ra)が0.7μm以上である、のいずれの条件も満たさないハニカム構造体を除く。)。
     (V5)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である。
     (V6)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体であって、水銀圧入法測定による該顆粒結合多孔体の10μm以下の細孔容積が0.05cm/g以上である(ただし、組成がリン酸三カルシウムであるものを除く。)。
     (V7)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積が5%以上である。
     (V8)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である(ただし、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であり、かつ、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.02cm/g以下であるものを除く。)。
        S=S×C×exp(-b×P)
     (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは組成による定数で、炭酸アパタイトあるいはHPO基を含むアパタイトあるいはリン酸三カルシウムの場合は1、ウィトロカイトの場合は0.5、リン酸水素カルシウムの場合は0.1、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
     (V9)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
     (V10)複数の組成物粒子が繊維で接続されている。
     (V11)炭酸基含有量が10質量%以上であるアパタイトを組成とする。
     (V12)炭酸基含有量が10質量%未満であるアパタイトを組成とする。
  20.  下記(AG1)又は(AG2)を満足し、下記(AG3)~(AG10)を選択条件とすることを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物。
     (AG1)組成が炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックであり、0.01質量%以上3質量%以下の銀又は銀化合物を含む。
     (AG2)組成が水酸アパタイト焼結体、リン酸三カルシウム焼結体、炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックに、リン酸カルシウム表面と結合しているリン酸銀結晶を有し、かつ、リン酸銀含有量が0.01質量%以上3質量%以下である。
     (AG3)前記、銀化合物がリン酸銀である。
     (AG4)リン酸カルシウム組成物の表層部と内部とに銀又は銀化合物が含まれており、表面から中心方向に少なくとも50μm離れた部位の銀濃度に対する表層部の銀濃度の比が1.2以上である。
     (AG5)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体である。
     (AG6)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体である。
     (AG7)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体である。
     (AG8)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積が5%以上である。
     (AG9)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である。
        S=S×C×exp(-b×P)                                                
     (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは組成による定数で、炭酸アパタイトあるいはHPO基を含むアパタイトの場合は1、ウィトロカイトの場合は0.5、リン酸水素カルシウムの場合は0.1、水酸アパタイト焼結体及びリン酸三カルシウム焼結体の場合は2、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
     (AG10)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
  21.  下記(W1)~(W7)の少なくとも一つの条件を満足することを特徴とする請求項19又は20に記載の医療用リン酸カルシウム組成物。
     (W1)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であって、水銀圧入法測定で、ハニカム構造体の質量に対する細孔径が10μm以下の細孔容積が0.01cm/g以上である。
     (W2)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体であって、いずれか一つの貫通孔の両端、該貫通孔の中央部の三点を通る円の直径が1cm以上50cm以下である。
     (W3)ハニカム構造体であって、貫通孔方向の隔壁表面の算術平均粗さ(Ra)が0.7μm以上である。
     (W4)平均粒径が2μm以上8μm以下であるリン酸カルシウムの集合体である。
     (W5)球形度が0.9以上のリン酸カルシウムの集合体である。
     (W6)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下である。
     (W7)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下である。
  22.  下記(AH1)又は(AH2)の条件を満足し、(AH3)~(AH9)を選択条件とすることを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
     (AH1)0.01質量%以上3質量%以下の銀又は銀化合物を含み、かつ、組成が炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックである原料カルシウム組成物を用い、
     かつ、原料カルシウム組成物が炭酸カルシウム以外の場合には、該組成物に炭酸基を付与する工程を含み、
     かつ、リン酸塩水溶液又はリン酸塩とマグネシウム塩の混合水溶液に暴露して、銀又は銀化合物を含む、炭酸アパタイト、HPO基を含むアパタイト、ウィトロカイト、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つに組成変換させる工程を含む。
     (AH2)アパタイト、リン酸三カルシウム、ウィトロカイト、リン酸八カルシウム、リン酸水素カルシウムの群から選ばれる一つであり、かつ、体積が10-12以上の顆粒あるいはブロックである原料カルシウム組成物を、銀イオンを含む水溶液に暴露して、原料カルシウム組成物にリン酸銀を形成させる工程を含む。
     (AH3)リン酸カルシウムを組成とする原料カルシウム化合物を、銀イオンを含む第一水溶液に暴露して、原料カルシウム組成物にリン酸銀を形成させ、その後、第一水溶液より銀イオン濃度が高い第二水溶液に暴露する工程を含む。
     (AH4)原料カルシウム組成物が、一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体である。
     (AH5)原料カルシウム組成物が、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体である。
     (AH6)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体が、原料カルシウム組成物である。
     (AH7)水銀圧入法測定で、細孔径6μm以下の細孔容積に対する細孔径1μm以上6μm以下の細孔容積が5%以上である原料カルシウム組成物を用いる。
     (AH8)いずれかの方向で得られる最大圧縮強度が下記の式で計算される基準圧縮強度[S]以上である原料カルシウム組成物を用いる。
        S=S×C×exp(-b×P)                                                
     (ここで、Sおよびbは定数でSは500、bは0.068、Cは組成による定数で、炭酸アパタイトあるいはHPO基を含むアパタイトの場合は1、ウィトロカイトの場合は0.5、リン酸水素カルシウムの場合は0.1、これら以外の場合は2、Pは該組成物の気孔率の百分率である。)
     (AH9)原料カルシウム組成物として、短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒を用いる。
  23.  請求項19~21のいずれかに記載の医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法であって、
     下記(AI1)~(AI4)のいずれか一つの条件を満たすことを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
     (AI1)平均粒径が2μm以上8μm以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
     (AI2)球形度が0.9以上の炭酸カルシウム粉末を用いる。
     (AI3)Mg含有量が5×10-4質量%以上3×10-3質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
     (AI4)Sr含有量が3×10-3質量%以上1.5×10-2質量%以下の炭酸カルシウム粉末を用いる。
  24.  請求項1~4のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物、あるいは、請求項5~16のいずれかに記載の製造方法によって製造された医療用炭酸カルシウム組成物に、リン酸成分を付与して請求項19~21のいずれかに記載の医療用リン酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     前記医療用炭酸カルシウム組成物を(X1)~(X5)の群から選ばれる少なくとも一つの水溶液に浸漬して、医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与することを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
    (X1)リン酸成分を含むpHが8.5以上の水溶液
    (X2)リン酸成分を含むpHが8.5未満の水溶液
    (X3)リン酸成分と0.5モル濃度以下の炭酸成分の両者を含むpHが8.5以上の水溶液
    (X4)リン酸成分と0.5モル濃度以下の炭酸成分の両者を含むpHが8.5未満の水溶液
    (X5)リン酸成分とマグネシウム成分の両者を含む水溶液
  25.  請求項1~4のいずれかに記載の医療用炭酸カルシウム組成物、あるいは、請求項5~16のいずれかに記載の製造方法によって製造された医療用炭酸カルシウム組成物に、リン酸成分を付与して請求項19~21のいずれかに記載の医療用リン酸カルシウム組成物を製造する方法であって、
     前記医療用炭酸カルシウム組成物を(Y1)~(Y6)の群から選ばれる少なくとも一つの条件を満足する工程を有することを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
     (Y1)リン酸成分を含む水溶液に浸漬した医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
     (Y2)リン酸成分を含む水溶液に浸漬した医療用炭酸カルシウム組成物に振動を与え、医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
     (Y3)医療用炭酸カルシウム組成物周囲のリン酸成分を含む水溶液を流動させ、医療用炭酸カルシウム組成物の内部気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
     (Y4)医療用炭酸カルシウム組成物を浸漬したリン酸成分を含む水溶液を入れた容器を減圧脱気することにより、医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に置換する工程
     (Y5)医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、リン酸成分を含む水溶液に対する溶解度が空気より高い気体に置換する工程
     (Y6)医療用炭酸カルシウム組成物の気孔の気体の一部あるいは全部を、水より接触角が小さく、かつ、水より沸点が低い溶媒で置換する工程
  26.  下記(Z1)~(Z4)、あるいは(Z1)、(Z3)、(Z4)、あるいは(Z1)、(Z3)をこれらの順番で連続して行い、かつ、全てを同一容器で行うことを特徴とする医療用リン酸カルシウム組成物の製造方法。
     (Z1)原料カルシウム組成物に炭酸成分を付与して医療用炭酸カルシウム組成物を製造する工程
     (Z2)医療用炭酸カルシウム組成物の洗浄工程
     (Z3)医療用炭酸カルシウム組成物にリン酸成分を付与する工程
     (Z4)医療用リン酸カルシウム組成物の洗浄工程
  27.  下記(AB1)~(AB3)の全ての条件と、(AB4)~(AB8)の群から選ばれる少なくとも一つの条件とを満足することを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物。
     (AB1)体積が10-12以上である。
     (AB2)酸溶解残留物が1質量%以下である。
     (AB3)医療用組成物として、実質的に純粋な水酸化カルシウムである。
     (AB4)一方向に延びる複数の貫通孔を備えたハニカム構造体
     (AB5)最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体である。
     (AB6)医療用組成物全体に、最大径長さが50μm以上400μm以下の複数の気孔が集積されており、最大径長さが800μm以上の気孔を含まない気孔集積型多孔体である。
     (AB7)短径が1mm以上5mm未満であり、かつ、当該組成物の投射図において、投射図周囲線の任意の点から半径0.2mmの円を描き、該円と投射図周囲線が交わる3点が形成する三角形の、投射図周囲線の任意の点を頂点とする角度が90°以下である点が存在しないハニカム構造体顆粒。
     (AB8)複数の組成物粒子が繊維で接続されている。
  28.  前記(AB4)の条件を満足する請求項27記載の医療用水酸化カルシウム組成物を製造する方法であって、
     原料カルシウム組成物が水酸化カルシウムであって、下記(AD1)と、(AD2)~(AD5)の群から選ばれる一つとを必須工程とし、(AD6)~(AD8)を選択工程、とすることを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法。
     (AD1)押出工程
     高分子材料含有原料カルシウム組成物を、ハニカム構造形成用型を通して押出し、体積が3×10-11以上であり、かつ、一方向に延びる複数の貫通孔を備えた原料ハニカム構造体を製造する工程
     (AD2)脱脂工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂する工程、
     (AD3)酸化カルシウム経由水和工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
     (AD4)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由水和工程
     高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由水和工程
     (AD5)炭酸カルシウム多孔体からの製造工程
     高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
     (AD6)押出工程後の成形工程
     高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
     (AD7)外周側壁除去工程
     押出工程あるいは押出工程後の成形工程の後、かつ、脱脂炭酸化工程の前に、外周側壁を除去する工程
     (AD8)外周側壁除去工程後の成形工程
     外周側壁除去工程後に、高分子材料含有原料カルシウム組成物を組成とするハニカム構造体を熱処理で軟化させてから圧力を負荷して、所望の形状に成形する工程
  29.  前記(AB5)の条件を満足する請求項27記載の医療用水酸化カルシウム組成物を製造する方法であって、
     下記(AE1)および(AE2)と、前記(AD2)~(AD5)の群から選ばれる少なくとも一つとを必須工程とすることを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法。
     (AE1)導入工程
    体積が10-12以上の高分子材料含有水酸化カルシウム顆粒を、反応容器に入れる工程
     (AE2)顆粒結合工程
     反応容器内部の該顆粒を、熱処理することにより表面同士を熱的に軟化させて融着させる工程、該顆粒の表面を溶解することにより該顆粒の表面同士を結合させる工程、および可塑剤により該顆粒の表面同士を融合させる工程、のいずれかで、体積が3×10-11以上であり、かつ、最大径長さが50μm以上500μm以下の複数の顆粒が結合して形成される、複数方向に延びる複数の貫通孔を備えた顆粒結合多孔体を製造する工程
     (AD2)脱脂工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂する工程、
     (AD3)酸化カルシウム経由水和工程
     高分子材料含有水酸化カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
     (AD4)炭酸カルシウム酸化カルシウム経由水和工程
     高分子材料含有水酸化カルシウムを、二酸化炭素存在下で熱処理して高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体とし、その後に、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする炭酸化脱脂酸化カルシウム経由水和工程
     (AD5)炭酸カルシウム多孔体からの製造工程
     高分子材料含有炭酸カルシウム多孔体を、酸溶解残留物が1質量%以下となるように脱脂し、かつ、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とする工程
  30.  原料として水酸化カルシウム多孔体あるいは炭酸カルシウム多孔体を用いて、請求項27記載の医療用水酸化カルシウム組成物を製造する方法であって、
     水酸化カルシウム多孔体あるいは炭酸カルシウム多孔体を、酸化カルシム多孔体とし、その後に、酸化カルシウム多孔体を水和させて水酸化カルシウム多孔体とすることを特徴とする医療用水酸化カルシウム組成物の製造方法。
  31.  前記導入閉鎖工程又は導入工程において、下記(AF1)~(AF3)の少なくとも一つの条件を満足することを特徴とする、請求項9~11、14および29のいずれかに記載の医療用カルシウム組成物の製造方法。
     (AF1)顆粒の球形度が0.9以上である。
     (AF2)顆粒が中空である。
     (AF3)反応容器の体積の105%以上の嵩体積の顆粒を反応容器に入れる。
  32.  バテライトとα型リン酸三カルシウムとを含む固体部と、リン酸塩を含む溶液部を具備して構成され、該固体部と該溶液部を混錬すると、炭酸アパタイトを形成して硬化する骨欠損再建治療用キット。
  33.  前記固体部におけるバテライトの含有量が10質量%以上60質量%以下であることを特徴とする請求項32に記載の骨欠損再建治療用キット。
  34.  前記溶液部にカルボキシ基を複数有する酸、亜硫酸水素塩、セルロース誘導体、デキストラン硫酸塩、コンドロイチン硫酸塩、アルギン酸塩、グルコマンナンの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項32又は33いずれかに記載の骨欠損再建治療用キット。
  35.  前記固体部が、体積が10-12以上であるバテライトを含むことを特徴とする請求項32~34に記載の骨欠損再建治療用キット。
  36.  前記バテライトの平均粒径が6μm以下であることを特徴とする請求項32~34に記載の骨欠損再建治療用キット。
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